Zinātnieki, šķiet, beidzot ir nonākuši pie skaidras atbildes uz jautājumu, kas iededza pirmo gaismu Visumā laikā, kad tas bija tikko dzimis. Balstoties uz jaunākajiem Džeimsa Veba un Habla kosmisko teleskopu datiem, izskatās, ka šīs sākotnējās gaismas avoti bija mazas, pundurgalaktikas.
Ūdeņraža miglas izkliedētāji agrīnajā Visumā
Tieši šīs pundurgalaktikas, kā liecina 2024. gada februārī publicēts pētījums, izkliedēja no ūdeņraža veidoto miglu, kas pēc Lielā sprādziena piepildīja zvaigžņu starptelpu.
“Šis atklājums parāda, cik izšķiroša loma Visuma agrīnajā attīstības posmā bija ļoti vājām galaktikām,” skaidro astrofiziķe Irina Čemerinska no Parīzes astrofizikas institūta.
Jums varētu patikt šie:
“Tās izstaroja jonizējošu starojumu, kas neitrālo ūdeņraža vidi pārvērta jonizētā plazmā un ar to aizsāka Visuma kopējo pārkārtošanos.”
Kas notika pēc Lielā sprādziena?
Uzreiz pēc Lielā sprādziena Visums bija piepildīts ar karstu un blīvu plazmu. Gaisma šādā vidē nevarēja brīvi ceļot, jo brīvie elektroni to nepārtraukti izkliedēja. Aptuveni pēc 300 000 gadiem, kad temperatūra sāka kristies, protoni un elektroni sāka apvienoties neitrālos atomos, galvenokārt ūdeņradī.
Toreiz vēl neeksistēja nekādu gaismas avotu. Tikai no šīs neitrālās vielas pakāpeniski izveidojās pirmās zvaigznes. To izstarotā enerģija bija tik spēcīga, ka atkal sadalīja atomus – elektroni tika izrauti no kodoliem, un apkārtējā vide atkal kļuva par jonizētu plazmu.
Šo laikmetu sauc par kosmisko rejonizāciju – posmu, kad Visums pamazām kļuva caurspīdīgs gaismai. Aptuveni pēc viena miljarda gadu Visums jau bija pilnībā caurspīdīgs, un tā dēvētais kosmiskais rītausmas periods bija noslēdzies.
Kas patiesībā ierosināja šo pāreju?
Ilgu laiku tika uzskatīts, ka galvenie jonizējošās gaismas avoti bija pārmēru masīvie melnie caurumi vai lielas, aktīvas galaktikas, kas pilnas ar nesen dzimušām zvaigznēm.
Jums varētu patikt šie:
Taču jaunākie Džeimsa Veba kosmiskā teleskopa (JWST) dati liek skatīties citā virzienā – izšķirošā loma, iespējams, piederējusi tieši mazajām pundurgalaktikām.
Starptautiska pētnieku komanda astrofiziķa Hakima Atek vadībā pētīja galaktiku kopu Abell 2744. Tās milzīgais gravitācijas lauks darbojas kā sava veida kosmiskā lēca – tas izkropļo un vienlaikus pastiprina gaismu, kas no tālas pagātnes sasniedz mūs.
Pateicoties šai gravitācijas lēcas iedarbībai, zinātnieki varēja novērot ārkārtīgi tālas un ļoti blāvas galaktikas – pundurgalaktikas, kurās veidojās pirmās zvaigznes. To spektru analīze parādīja, ka šādu galaktiku bija ne tikai ļoti daudz, bet arī to spožums bija ievērojami lielāks, nekā līdz šim uzskatīts.
Pārsteidzoši skaitļi
Saskaņā ar pētījumu kosmiskās rītausmas laikā pundurgalaktiku skaits bija aptuveni 100 reižu lielāks nekā lielo galaktiku skaits, un to kopējais starojums bija apmēram četras reizes spēcīgāks.
“Tās izstaroja vairāk nekā pietiekami daudz enerģijas, lai būtiski pārveidotu visu Visumu,” norāda Atek. “Neskatoties uz saviem mazdimensiālajiem izmēriem, šīs galaktikas bija īsti enerģijas sūkņi – to bija tik daudz, ka to ietekme izrādījās milzīga.”
Šie rezultāti līdz šim ir pārliecinošākais pierādījums tam, kas patiesībā iededza pirmo gaismu Visumā.
Pētījumi vēl tikai sākas
Pašlaik detalizēti izpētīta ir tikai viena debess apgabala daļa, tāpēc vēl jānoskaidro, vai šādas pundurgalaktikas bija izplatītas visā Visumā. Lai to saprastu, zinātnieki plāno analizēt vairāk reģionu, kur gravitācijas lēcu efekts palīdz pastiprināt tālo objektu gaismu.
Tomēr jau šis pirmais pētījums piedāvā pilnīgi jaunu skatījumu uz to, kā veidojās Visums.
“Ar JWST teleskopa palīdzību mēs esam iegājuši pavisam jaunā izpētes telpā,” uzsver Austrālijā strādājošais astrofiziķis Themija Nanajakara.
“Šis pētījums raisa jaunus, aizraujošus jautājumus un ļauj spert nākamo soli tuvāk Visuma pirmsākumu izpratnei.”
