Pierwsze galaktyki we wszechświecie cechowały się niezwykle wysokim tempem powstawania nowych gwiazd. Tym samym, owe młode galaktyki były niezwykle silnym źródłem promieniowania emitowanego przez atomy wodoru, tzw. promieniowania Lyman-alfa. Źródła takiego światła dostrzegamy w najodleglejszych rejonach wszechświata. Problem jednak w tym, że teoretycznie nie powinniśmy być w stanie go zobaczyć.
Obszary gwiazdotwórcze jednak we wczesnym wszechświecie, w epoce rejonizacji były otoczone olbrzymimi ilościami neutralnego gazu wodorowego, który powstał po Wielkim Wybuchu. Więcej, także przestrzeń między galaktykami była wypełniona olbrzymimi ilościami neutralnego wodoru. Co ciekawe jednak, taki gaz skutecznie powinien pochłaniać i rozpraszać promieniowanie emitowane przez obszary gwiazdotwórcze. Badacze zakładali zatem, że emisji promieniowania Lyman-alfa ze wczesnego wszechświata nie powinniśmy być w stanie dostrzec obecnie.
Czytaj także: Pierwsze galaktyki we wszechświecie zaskakująco jasno świecą. Teleskop Jamesa Webba rozwiązał tę zagadkę
Tak się jednak składa, że wszechświat nie przejmuje się przesadnie tym, co według nas powinien lub nie powinien robić i od czasu do czasu astronomowie źródła emisji Lyman-alfa we wczesnym wszechświecie obserwowali. Powstało zatem pytanie o to, dlaczego jesteśmy w stanie je zobaczyć.
6,5-metrowe, pozłacane zwierciadło Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba zostało zatem skierowane na źródła emisji pochodzącej od atomów wodoru. Wyjątkowa rozdzielczość i czułość instrumentu pozwoliła naukowcom dostrzec, że to, co wcześniej brano — na przykład w trakcie obserwacji prowadzonych za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a — za jedną dużą galaktykę, jest w rzeczywistości nieco mniejszą galaktyką otoczoną licznymi mniejszymi galaktykami satelitarnymi. Wszystkie te galaktyki oddziałują ze sobą i znajdują się na różnych etapach procesu łączenia się ze sobą.
To właśnie procesy łączenia tych galaktyk mogą sprawiać, że pomimo wszechobecnego wtedy neutralnego wodoru, jesteśmy w stanie do dziś obserwować emitowane przez galaktyki promieniowanie Lyman-alfa. Z jednej strony bowiem, procesy zderzania się galaktyk intensyfikowały znacząco procesy gwiazdotwórcze, a tym samym emisję promieniowania przez atomy wodoru, z drugiej natomiast przemieszczające się galaktyki tworzyły swoiste kanały wyczyszczone już z gazu neutralnego, którędy to promieniowanie było w stanie uciec w przestrzeń kosmiczną i po miliardach lat dotrzeć także do nas.
Naukowcy planują teraz wykorzystać możliwości teleskopu Jamesa Webba do przyjrzenia się procesom zachodzącym na różnych etapach łączenia się pierwszych galaktyk we wszechświecie.