Webbův teleskop spatřil galaxie, které rozptýlily vesmírnou mlhu

Bílé kosočtverce na připojené fotografii ukazují polohu 20 z 83 mladých galaxií s nízkou hmotností, které byly nalezeny na infračervených snímcích obří kupy galaxií Abell 2744. Tato kompozice zahrnuje snímky pořízené přes tři filtry NIRCam (F200W jako modrý, F410M jako zelený a F444W jako červený). Filtr F410M je vysoce citlivý na světlo vyzařované dvojnásobně ionizovaným kyslíkem – atomy kyslíku, které byly zbaveny dvou elektronů – v době, kdy reionizace byla v plném proudu. Tato záře, emitovaná jako zelené světlo, se během miliard let putování rozpínajícím se vesmírem „protáhla“ do infračervené oblasti. Hmotnost kupy působí jako přirozená čočka, která astronomům umožňuje vidět tyto malé galaxie v podobě, v jaké byly v době, kdy byl vesmír starý asi 800 milionů let.

Vědci využívající vesmírný teleskop Jamese Webba (JWST) učinili zajímavý objev týkající se raného vesmíru. Objevili desítky malých galaxií, které sehrály obrovskou roli při přeměně našeho vesmíru z temného, mlhavého místa na jasný, průzračný vesmír, který vidíme dnes.

Představte si raný vesmír jako místnost naplněnou hustou mlhou. První miliardy let byl vesmír zahalen neutrálním vodíkovým plynem, který bránil většině světla v cestě do dálky. Dnes je tentýž plyn „ionizovaný“, což znamená, že byl zbaven elektronů a může volně procházet světlem. Tato přeměna, nazývaná reionizace, v podstatě rozptýlila vesmírnou mlhu a umožnila galaxiím jasně zářit na obrovské vzdálenosti.

Nově objevené galaxie jsou ve srovnání s Mléčnou dráhou překvapivě malé. K dosažení hmotnosti naší Galaxie bychom potřebovali 2 000 až 200 000 těchto malých galaxií. Navzdory své velikosti byly tyto miniaturní galaxie neuvěřitelně účinné při produkci ultrafialového světla.

Tyto malé galaxie měly dvě klíčové výhody, které z nich činily dokonalé rozptylovače mlhy. Zaprvé, jejich malá velikost znamenala, že kolem sebe nemohly shromáždit tolik vodíkového plynu, což usnadnilo únik jejich silného ultrafialového světla do vesmíru. Zadruhé, prožívaly intenzivní období tvorby hvězd, doslova hvězdné exploze, které nejenže vytvářely spoustu ultrafialového světla, ale také si razily cestu skrz vlastní materiál, což pomáhalo tomuto světlu unikat.

Výzkumný tým použil neuvěřitelně citlivý infračervený zrak JWST k nahlédnutí do doby, kdy byl vesmír starý pouhých 800 milionů let, což je pouhých 6 % jeho současného stáří 13,8 miliardy let. Zaměřili se na kupu galaxií Abell 2744, přezdívanou „Pandořina kupa“, která působí jako přírodní čočka, díky níž se vzdálené objekty zdají být větší a jasnější.

Vědci hledali specifickou zelenou světelnou stopu atomů kyslíku, které ztratily elektrony, což je charakteristickým znakem vysokoenergetických procesů probíhajících v těchto dávných galaxiích. Toto zelené světlo, původně viditelné pouhým okem před miliardami let, se v době, kdy dosáhlo senzorů Webbova teleskopu, protáhlo do infračerveného oboru.

Tým objevil 83 těchto malých hvězdných galaxií a 20 z nich podrobně prozkoumal. Z jejich analýzy vyplývá, že pokud by tyto dávné galaxie uvolňovaly do okolního prostoru přibližně 25 % svého ultrafialového světla, podobně jako srovnatelné galaxie dnes, mohly by být zdrojem veškeré energie potřebné k rozptýlení mlhy, která prostupovala vesmír.

Tento objev pomáhá vyřešit dlouholetou záhadu, které typy objektů byly zodpovědné za reionizaci. Zatímco astronomové dříve diskutovali o tom, zda tuto kosmickou renovaci způsobily velké galaxie, malé galaxie nebo supermasivní černé díry, pozorování JWST silně podporují teorii malých galaxií. Tato zjištění nám připomínají, že někdy mohou mít největší vliv ti nejmenší hráči, kteří zásadně mění naše chápání toho, jak se vesmír vyvinul z temnoty do světla.

Zdroj: https://www.universetoday.com/articles/webb-sees-the-galaxies-that-cleared-out-the-cosmic-fog

autor: František Martinek