Detektívka v ére reionizácie

Galaxie sa začali tvoriť pár stoviek miliónov rokov po Veľkom tresku. No v tej dobe bol Vesmír temný a neprehliadný. Je to tým, že všade vo Vesmíre existoval neutrálny vodík a hélium, nie plazma.

Tím astronómov pod vedením Roberta Maiolina pracujúci na University of Cambridge, Veľká Británia, prišel s novou štúdiou z obdobia reionizácie.

Neutralný vodík pohlcuje určité fotóny vlnové dĺžky, a preto vesmír bol potemnený. Ako však gravitácia tento neutrálny vodík a hélium priťahovala k sebe (gravitáciu spôsobuje ohromné množstvo temnej hmoty), začali sa vytvárať prvé galaxie a rodiť prve hviezdy. Začala epocha reionizácie. Je to obdobie, kedy ohromné žiarenie najpravdepodobnejšie z hviezd III. populácie a práve vytvorených zárodkov supermasivných čiernych dier nazvané kvazary začali ionizovať okolie Vesmíru. Počas obdobia reionizácie ale už boli častice viac rozptýlené expanziou a k zrážkam menej dochádzalo ako pred týmto obdobím. Riedky ionizovaný plyn vytváral priesvitný vesmír. Ako všadeprítomné sklo. Až po čase expanzia ionizovaný plyn rozriedila na toľko, že sa stál Vesmír temný s rozptýlenými galaxiami, ako ho poznáme dnes.

Nové poznatky z Cambridge

Astronómovia z Cambridge sa snažia pochopiť interakcie medzi prvými hviezdami a medzihviezdnym prostredím práve v období reionizácie. Je to dosť ťažká úloha. Obdobie pár stoviek miliónov rokov po veľkom tresku je pre súčasnú technológiu ťažkým orieškom. Povolali na to sieť radioteleskopov ALMA, ktorá sa nachádza v púšti Atacama na severe štátu Čile. Pozorovali slabý svit ionizovaného uhlíka v mračnách, ktoré hviezdy III. populácie vyvrhovali v rámci hviezdného vetra. Snažili sa zistiť interakcie medzi uhlíkovými mračnami blízko hviezd a samotnými hviezdami. Tieto mračna tvorili zárodky budúcich galaxií.

Z jednej galaxie, pracovne nazvanej ako BDF 3299, interferenčný rádioteleskop ALMA objavil slabulinkú žiaru uhlíkového mračna, tvoriac galaxiu. Objav ale nepríchadzal zo stredu galaxie, ale z periféria galaxie. „Je to práve najvzdialenejšia galaxia, ktorú sme zachytili a môžeme študovať,“ s nadšením hovoril spoluautor štúdie Andrea Ferrara.

Prečo je v tejto galaxie zdroj uhlíkového oblaku až na okraji galaxie? Keďže obvykle väčšina temnej hmoty sa nachádza v strede formovania nových galaxii a v strede galaxie sa tvoria prvé hviezdy, mala by byť uhlíková stopa detegovateľná v strede. Astronómovia prišli s tým, že jediné rozumné vysvetlenie je, že tlak novovzniknutých hviezd je tak veľký, že mračna obohatené o uhlík drsný hviezdny vietor odvial až na periferium galaxie. Je to vynikajúca správa. Ešte pred zrodom supermasívnej čiernej diere sa premiešavali ťažšie prvky v galaxii.

Zdroje:
Reionization (wikipedia.org)
Assembly of galaxies in the early universe witnessed for the first time (sciencedaily.com)