Истраживање, чији су резултати објављени у часопису Nature, показује да су управо те галаксије произвеле довољно фотона да јонизују неутрални водоник који је испуњавао међугалактички простор.
„Ово откриће открива кључну улогу коју су изузетно слабе галаксије имале у еволуцији раног свемира“, изјавила је астрофизичарка Ирина Чемеринска са Института за астрофизику у Паризу.
„Оне производе јонизујуће фотоне који су неутрални водоник претворили у јонизовану плазму током космичке рејонизације. То наглашава колико је важно разумети галаксије мале масе како бисмо схватили како се развијала историја свемира“, додала је.
Од космичке таме до првог светла
Убрзо након Великог праска, свемир је био испуњен врућом и густом маглом јонизоване плазме. Светлост кроз њу није могла да пролази јер су се фотони расипали на слободним електронима, због чега је свемир био таман.
Након око 300.000 година, свемир се довољно охладио да су се протони и електрони почели спајати у неутралне атоме водоника и хелијума. Кроз тај неутрални гас светлост је могла да путује, али није било много извора који би је стварали.
Из тог гаса настале су прве звезде, чије је снажно зрачење поново јонизовало гас, одвајајући електроне од језгара. У том тренутку свемир се већ довољно проширио, па разређени гас више није могао да спречи ширење светлости.
Тај процес, познат као космичка рејонизација, завршио се око милијарду година након Великог праска, чиме су се „упалила светла“ у свемиру.
Телескоп завирио у космичку зору
Пошто је то раздобље изузетно удаљено у времену и простору, астрономи су до сада тешко могли да виде шта се тачно дешавало. Сматрало се да су за рејонизацију заслужни снажни извори, попут великих црних рупа или масивних галаксија са интензивним стварањем звезда.
Међутим, телескоп James Webb Space Telescope, који је делимично дизајниран управо за проучавање космичке зоре, донео је изненађујуће резултате.
Његова посматрања сада сугеришу да су кључну улогу имале патуљасте галаксије. Међународни тим, предвођен астрофизичаром Хаким Атек са Института за астрофизику у Паризу, анализирао је податке телескопа Webb и Hubble о галактичком јату Abell 2744.
Космичко сочиво открило тајну
Јато Abell 2744 толико је масивно да закривљује простор-време око себе, делујући као огромно космичко сочиво. То појачава светлост удаљених објеката иза њега, што је омогућило научницима да виде ситне патуљасте галаксије из периода космичке зоре.
Анализа спектра тих галаксија показала је да оне нису само најбројнија врста галаксија у раном свемиру, већ су и знатно сјајније него што се раније мислило.
Истраживање је показало да патуљастих галаксија има чак сто пута више од великих и да заједно производе четири пута више јонизујућег зрачења него што се раније приписивало већим галаксијама.
„Ове космичке ‘електране’ заједно емитују више него довољно енергије да обаве тај посао“, рекао је Атек.
„Упркос својој малој величини, ове галаксије мале масе изузетно су ефикасни произвођачи енергетског зрачења. Толико су бројне у том периоду да њихов заједнички утицај може да промени стање читавог свемира.“
Потврда открића
Ово је до сада најјачи доказ о покретачима рејонизације, али научнике чека још посла. Пошто су посматрали само мали део неба, сада морају да утврде да ли је њихов узорак репрезентативан за цео свемир из тог периода.
У ту сврху планирају да проучавају и друге области неба које функционишу као космичка сочива.
Ипак, резултати су изузетно узбудљиви.
„Са телескопом Webb сада смо закорачили у неистражено подручје“, рекао је астрофизичар Темиа Нанајакара са Универзитета Свинберн у Аустралији.
„Овај рад отвара још узбудљивија питања на која морамо да одговоримо док покушавамо да разумемо еволуцију наших космичких почетака.“
Погледајте и: