Що «запалило світло» на початку часів: вчені нарешті знайшли відповідь

Вчені заявили про те, що їм вдалося визначити, що ж принесло світло у темряву раннього Всесвіту. Згідно з даними, отриманими телескопами «Хаббл» і «Джеймс Вебб», джерелом фотонів, що вільно літають, на світанку космосу були карликові галактики, які спалахнули, очистивши туман каламутного водню, який заповнював міжзоряний простір, повідомляє Science Alert.

На початку часів, одразу після Великого вибуху, простір був заповнений гарячим, густим туманом іонізованої плазми. Слабке світло, яке існувало тоді, не могло проникнути через цей туман. Фотони просто розсіювалися на вільних електронах, які «плавали» навколо, фактично роблячи Всесвіт темним.

Коли Всесвіт остиг, приблизно через 300 тисяч років, протони і електрони почали об'єднуватися, утворюючи нейтральний газоподібний водень і трохи гелію. Світло більшості довжин хвиль могло проникнути в це нейтральне середовище, але джерел світла для його створення було дуже мало. Адже з цього водню та гелію народилися перші зірки.

Ці перші зірки випромінювали досить сильне випромінювання, щоб відірвати електрони від своїх ядер і повторно іонізувати газ. Але до цього моменту Всесвіт розширився настільки, що газ став розсіяним і вже не міг перешкоджати сяйву світла. Приблизно через мільярд років після Великого вибуху, наприкінці епохи, відомої як космічний світанок, Всесвіт був повністю реіонізований і світло засяяло.

Але оскільки космічний світанок був сповнений темряви і знаходиться дуже далеко в часі, вченим було важко зрозуміти, що ж тоді сталося. Вважалося, що джерела, які були відповідальні за перше світло, мали бути дуже потужними. Наприклад, це могли бути чорні діри чи галактики на піку зіркоутворення.

Але нові спостереження "Джеймса Вебба" показали щось дивовижне. Виявилося, що ключовими гравцями у реіонізації були карликові галактики.

Міжнародна група вчених під керівництвом астрофізика Хакіма Атека з Паризького інституту астрофізики вивчила дані телескопа про скупчення галактик під назвою Abell 2744, а потім підкріпила її інформацією, зібраною «Хабблом».

Abell 2744 настільки щільний, що простір-час викривляється навколо нього, утворюючи космічну лінзу: будь-яке далеке світло, яке проходить крізь неї, збільшується. Завдяки цьому вчені змогли роздивитися карликові галактики поблизу світанку Всесвіту.

Потім вчені використали "Джеймс Вебб" для отримання спектрів цих галактик. Їхній аналіз показав, що ці карликові галактики не тільки є найпоширенішим типом галактик у ранньому Всесвіті, але й набагато яскравішими, ніж очікувалося. Фактично, дослідження групи показують, що карликові галактики перевершують за чисельністю великі галактики у співвідношенні 100 до 1, а їхнє колективне випромінювання вчетверо перевищує іонізуюче випромінювання, зазвичай передбачуване більших галактик.

«Незважаючи на свій крихітний розмір, ці галактики з малою масою є плідними виробниками енергетичного випромінювання, і їхня чисельність у цей період настільки значна, що їхній колективний вплив може змінити весь стан Всесвіту», - заявив Атек.

Нове дослідження змогло виявити переконливі свідчення того, яка сила стоїть за реіонізацією. Водночас необхідні подальші дослідження. Вчені розглянули лише невелику ділянку неба, тепер їм необхідно переконатися, що їхня вибірка — це не просто аномальне скупчення карликових галактик, а репрезентативна вибірка всього населення космічного світанку.

Раніше вчені заявили про те, що форма Всесвіту може нагадувати бублик. А якщо точніше – це може бути тривимірний тор.