Konečně víme, co rozsvítilo světlo na počátku času
V únoru 2024 se naše chápání vesmíru rozšířilo díky novému výzkumu publikovanému v prestižním časopise Nature. Tenhle průlom nabídnul odpovědi na dlouho trvající otázky o kosmické reionizaci: o tom, jak se vesmír proměnil z temného mlhavého stavu na jasné místo plné hvězd.
Studie ukazuje, že hlavní roli v tom hrály malé trpasličí galaxie. Tyhle maličké, ale velmi aktivní objekty vypouštěly fotony, které „vyčistily“ zakalený vodík mezi galaxiemi a přivedly první světla vesmíru.
Jaké nástroje vědci použili a jak pracovali
Pro tyto poznatky tým využil data z Hubblova dalekohledu a Vesmírného dalekohledu Jamese Webba (JWST). Oba teleskopy poskytly cenná spektroskopická data o trpasličích galaxiích. JWST, speciálně navržený pro zkoumání kosmického úsvitu, ukázal detaily, které dřív zůstávaly skryté.
Vedoucí týmu, Hakim Atek z Institut d’Astrophysique de Paris, podotkl: „Tyto kosmické mocnosti společně vyzařují více než dost energie, aby práci dokončily.“ Výzkum je zatím prvním krokem a vědci chtějí prozkoumat další oblasti, aby rozšířili vzorek a potvrdili svoje závěry, což je typické pro vědecký výzkum.
Co vědci pozorovali
Pozornost byla soustředěna na galaxii v oblasti oblohy nazvané Abell 2744 (shluk galaxií). Díky své hustotě funguje jako kosmická čočka a umožnila sledovat slabší světlo z velké vzdálenosti, takže vědci dokázali zachytit i málo zářící trpasličí galaxie blízko úsvitu vesmíru.
Podle astrofyzika Iryny Chemerynské tyto trpasličí galaxie hrály zásadní roli v raném vývoji vesmíru, protože produkovaly ionizující fotony, které přeměňovaly neutrální vodík na ionizované plazma.
Výsledky ukazují, že trpasličí galaxie jsou mnohem jasnější, než se dosud předpokládalo, a v poměru 100 ku 1 daleko převyšují větší galaxie. Jejich společné množství ionizujícího záření je čtyřikrát větší, než se obvykle očekávalo u velkých galaxií.
Kde to zapadá do kosmologie
Po Velkém třesku byl vesmír krátce zaplněn horkou mlhou ionizovaného plazmatu. Asi po 300 000 letech protony a elektrony vytvořily neutrální vodík, což umožnilo průnik světla. Z tohoto obrovského mraku vodíku a helia se zrodily první hvězdy, které produkovaly dostatek záření na reionizaci plynu ve vesmíru.
Do 1 miliardy let po Velkém třesku bylo období úsvitu vesmíru uzavřeno; vesmír byl zcela reionizován. Dřívější předpoklady kladly hlavní zodpovědnost na obří černé díry nebo velké galaxie, ale nový výzkum ukazuje, že rozhodující roli sehrály drobné trpasličí galaxie. Tohle zjištění mění náš pohled na rané dějiny vesmíru.
Co čekat dál
Je důležité pokračovat v průzkumu dalších oblastí oblohy, aby se zajistila reprezentativnost vzorku a vyloučila možnost, že pozorované jevy jsou jen výjimkou. Jak poznamenal astrofyzik Themiya Nanayakkara: „Nyní jsme vstoupili do neprobádaného území s JWST,“ a to otevírá nové otázky na naší cestě k porozumění minulosti.
Tenhle pokrok dává zatím nejlepší důkazy o silách, které stojí za reionizací, a přibližuje nás k pochopení počátků vesmíru a jeho formování. Vědecká obec se těší na další překvapení, která by JWST mohl odhalit při „odfouknutí zbylé mlhy“ vesmírných tajemství.