Pirmosios galaktikos buvo stebėtinai ryškios

Ankstyvosios žvaigždžių sankaupos skleidė daugiau jonizuojančiosios spinduliuotės, nei manyta anksčiau

Pirmosios kosmoso galaktikos skleidė atšiauresnę spinduliuotę, nei įsivaizduojama, ir galėjo būti panašios į gana difuzinius debesis dėl intensyvaus žvaigždžių formavimo ir supernovų (iliustracija) © James Josephides / Swinburne Astronomy Productions
skaityti garsiai

Kieta radiacija: Pirmosios galaktikos kosmose buvo akivaizdžiai ryškesnės, nei manyta anksčiau. Kadangi jie skleidžia daug sunkesnę, jonizuojančiąją spinduliuotę nei šių dienų galaktikos, nes duomenys atskleidžia Špicerio kosminį teleskopą. Tai gali reikšti, kad šios ankstyvosios galaktikos suvaidino svarbesnį vaidmenį visatos pirminio vandenilio jonizacijoje, nei manyta anksčiau.

Praėjus keliems šimtams milijonų metų po Didžiojo sprogimo, Visata patyrė didelę transformaciją: gimė pirmosios žvaigždės ir galaktikos. Jie baigė „tamsųjį kosmoso amžių“ ir pradėjo reionizacijos erą: intensyvi jaunų žvaigždžių spinduliuotė jonizavo iki šiol neutralius tarpžvaigždinius dujų debesis. Bet kas buvo pagrindiniai šios reionizacijos veikėjai?

„Tai yra vienas didžiausių atvirų klausimų kosmologijoje“, - sako pirmasis autorius Stephane de Barros iš Ženevos universiteto. "Mes žinome, kad įvyko reionizacija - bet kas tai paskatino?"

Nuotolinės galaktikos Hablo kosminio teleskopo vaizde ir vienos iš jų infraraudonųjų spindulių vaizdas. © NASA / JPL-Caltech / ESA / Spitzer / P. Oesch / S. De Barros / I. laboratorija

Žvilgsnis į ankstyvąją visatą

Problema: Iki šiol astronomai atrado tik keletą galaktikų ir kvazarų iš reionizacijos eros ir stebėjo iš arčiau. Nors yra keletas šių pirmykščių žvaigždžių grupių, skleidžiančių ypač aukštą radiacijos lygį, vien jų nepakanka atlikti reionizaciją. Daugelis kitų ankstyvųjų galaktikų, atvirkščiai, buvo gana silpnos ir nesukūrė pakankamai kietos radiacijos - štai ką jie manė.

Bet tai klaida, kaip išsiaiškino de Barrosas ir jo komanda. Savo tyrimui jie įvertino NASA Spitzerio kosminio teleskopo duomenis apie 135 galaktikas, kurios egzistavo nuo kelių šimtų milijonų iki milijardo metų po Didžiojo sprogimo. Teleskopas užfiksavo šių galaktikų šviesos spektrus dviejose infraraudonosios šviesos vietose. Šie bangos ilgiai apibūdina radiaciją, kuri ankstyvajame kosmose vis dar buvo trumpo bangos ir energinga, bet vėliau buvo ištempta dėl kosmoso išsiplėtimo. displėjus

Triskart daugiau kietos radiacijos

Įvertinimas atskleidė stebinantį rezultatą: abiejuose infraraudonųjų spindulių kanaluose šios pirmosios galaktikos spindėjo daug intensyviau, nei tikėjosi astronomai. „Mūsų šių galaktikų jonizuojančio fotono gamybos vertė yra bent tris kartus didesnė už kanoninę“, - teigia tyrėjai. Taigi šios galaktikos skleidė žymiai daugiau kietos jonizuojančiosios spinduliuotės, nei buvo spėjama populiariuose modeliuose.

Bet tai reiškia, kad labai radiacijai imlios galaktikos pirmosiomis visatos dienomis buvo ne reta išimtis, o taisyklė. Atlikdami šį tyrimą astronomai pirmą kartą ištyrė didesnį tokių pirmykščių žvaigždžių kaupimosi pavyzdžių jų jonizuojančiąją spinduliuotę dydį. Tuo metu net tariamai vidutinės galaktikos skleidė daugiau jonizuojančiosios spinduliuotės nei jų dabartiniai kolegos.

"Pirmasis žingsnis į mįslės sprendimą"

„Šie rezultatai yra dar vienas žingsnis sprendžiant kosminės reionizacijos mįsles“, - sako Ženevos universiteto bendraautorius Pascal Oesch. „Dabar mes žinome, kad fizinės sąlygos šiose ankstyvosiose galaktikose buvo žymiai kitokios nei šiandieninėse galaktikose.“ Tai leidžia labiau tikėti, kad šios pirmykščių žvaigždžių spiečiai buvo pagrindiniai reionizacijos dalyviai.

Jei ši prielaida bus teisinga, James Webb kosminis teleskopas (JWST) galėtų padėti artimiausiu metu. Nes teleskopas, kuris į kosmosą pateks 2021 m., Kaip ir Špicerio teleskopas, nuskaitys kai kuriuos infraraudonųjų spindulių bangos ilgius, kuriuose yra paslėpti ankstyvosios, kietosios spinduliuotės signalai. Dėka savo 6, 50 m aukščio veidrodžio, JEST gali pažvelgti toliau ir tolimesnėje visatoje. (Karališkosios astronomijos draugijos mėnesiniai pranešimai, 2019; doi: 10.1093 / mnras / stz940)

Šaltinis: Karališkoji astronomijos draugija, NASA

- Nadja Podbregar