Najnowsze obserwacje przeprowadzone przez teleskopy Hubble’a i Jamesa Webba ujawniły zaskakującą prawdę o początkach kosmicznej przejrzystości. Okazuje się, że za ten kluczowy proces odpowiedzialne były nie potężne supermasywne czarne dziury czy gigantyczne galaktyki, ale właśnie te najmniejsze – galaktyki karłowate.
To naprawdę zaskakujące, jak te kosmiczne drobiazgi mogły odegrać tak fundamentalną rolę. Badania wskazują, że w stosunku do dużych galaktyk występują one w proporcji 100 do 1, a ich zbiorowa emisja promieniowania jonizującego jest aż czterokrotnie większa niż wcześniej zakładano dla większych galaktyk.
Hakim Atek z Institut d’Astrophysique de Paris komentuje:
Te kosmiczne potęgi zbiorowo emitują wystarczająco dużo energii, aby wykonać zadanie. Pomimo swojego niewielkiego rozmiaru, te galaktyki o niskiej masie są płodnymi producentami energetycznego promieniowania.
Galaktyki karłowate kluczowe w formowaniu Wszechświata
Kiedy mówimy o rejonizacji, mamy na myśli ten przełomowy okres w historii kosmosu, kiedy neutralny wodór wypełniający przestrzeń międzygalaktyczną przekształcił się w zjonizowaną plazmę pod wpływem promieniowania pierwszych gwiazd. Do tego momentu Wszechświat pozostawał właściwie nieprzejrzysty – fotony rozpraszały się na swobodnych elektronach, uniemożliwiając światłu swobodne podróże przez kosmiczną przestrzeń.
Czytaj też: Niewidzialne galaktyki ukryte w ciemności kosmosu. Hubble odkrywa tajemniczy obiekt NGC 45
Co ciekawe, pierwsze gwiazdy w tych galaktykach były prawdziwymi kolosami – od 30 do 300 razy masywniejsze od Słońca i miliony razy jaśniejsze. Niestety, ich życie było krótkie – paliły się zaledwie przez kilka milionów lat, zanim eksplodowały jako supernowe. Jednak nawet ta krótka egzystencja wystarczyła, by wytworzyć promieniowanie na tyle silne, by zjonizować otaczający je gaz.
Kluczem do tego odkrycia okazała się nowatorska metoda obserwacyjna. Międzynarodowy zespół pod kierownictwem Hakima Ateka wykorzystał soczewkowanie grawitacyjne gromady galaktyk Abell 2744, znanej również jako Gromada Pandory. Ta niezwykle gęsta gromada zakrzywia czasoprzestrzeń wokół siebie, tworząc naturalną kosmiczną soczewkę, która powiększa odległe obiekty.
Dzięki spektrografowi NIRSpec teleskopu Jamesa Webba naukowcy po raz pierwszy uzyskali szczegółowe widma najsłabszych galaktyk z pierwszego miliarda lat istnienia Wszechświata – obiektów ponad 100 razy słabszych niż nasza rodzima Droga Mleczna.
Iryna Chemerynska, współautorka badań, dodaje:
To odkrycie ujawnia kluczową rolę, jaką odegrały ultrasłabe galaktyki w ewolucji wczesnego Wszechświata. Produkują one fotony jonizujące, które przekształcają neutralny wodór w zjonizowaną plazmę podczas kosmicznej rejonizacji.
Choć odkrycie opisane w Nature ma fundamentalne znaczenie dla naszego rozumienia ewolucji kosmosu, wymaga dalszych badań. Naukowcy przeanalizowali bowiem stosunkowo mały fragment nieba i muszą teraz potwierdzić, czy ich próbka jest reprezentatywna dla całej populacji galaktyk karłowatych z wczesnego okresu kosmicznego.
Themiya Nanayakkara z zespołu badawczego trafnie zauważa:
Weszliśmy teraz na nieznane terytorium z JWST. Ta praca otwiera więcej ekscytujących pytań, na które musimy odpowiedzieć w naszych wysiłkach, aby nakreślić historię ewolucji naszych początków.
Patrząc na te doniesienia z pewnym optymizmem, ale i ostrożnością, warto pamiętać, że każde takie odkrycie to kolejny krok w zrozumieniu naszych kosmicznych korzeni. Choć galaktyki karłowate wydają się kluczowe w procesie rejonizacji, wciąż czeka nas długa droga, zanim w pełni zrozumiemy ten fascynujący rozdział w historii Wszechświata.