Вселенскиот телескоп Hubble сними галаксија за која научниците сметаа дека е невозможно да се најде

Светло, густо јато од жешки, масивни ѕвезди во галаксија која постоела 1,4 милијарди години по Големата експлозија, беше откриено и помага да се разберт подобро раните „магловити“ денови на универзумот, кога неутрален водород го покривал космосот, блокирајќи ја ултравиолетовата светлина од светлите објекти.

Јатото било забележано од вселенскиот телескоп Hubble, кој емитувал ултравиолетова светлина во мала, но брзо растечка галаксија. Присуството на оваа ултравиолетова светлина и историјата на формирањето на ѕвезди во јатото што ја произведува, сугерираат дека експлозиите на формирање на ѕвезди придонеле за бранови на јонизирачко зрачење кои постепено го чистеле непроѕирниот неутрален водород.

По Големата експлозија, универзумот бил исполнет со неутрален водороден гас, кој е непроѕирен кон кратки бранови должини на светлината како ултравиолетовата. Сепак, оваа ултравиолетова светлина била најлошиот непријател на неутралниот водород и постепено го јонизирала низ целиот универзум. Кога е јонизиран, водородниот гас повеќе не може да апсорбира ултравиолетова светлина и со тоа космосот станал транспарентен на овие бранови должини.

Затоа првите милијарда години се нарекуваат Епоха на рејонизација. Се нарекува „рејонизација“ наместо „јонизација“ бидејќи, технички, гасот веќе бил јонизиран еднаш во текот на првите 379.000 години по Големата експлозија.

Додека истражувале што ја предизвикало оваа епоха, астрономите идентификувале два главни „осомничени“ кои би можеле да произведат доволно ултравиолетова светлина за да јонизираат неутрален водород. Едниот се активните супермасивни црни дупки, а другиот е првата генерација на жешки, масивни ѕвезди. Проблемот е што, бидејќи неутралниот водород многу ефикасно ја апсорбира ултравиолетовата светлина, астрономите имале тешкотии да ја следат таа ултравиолетова светлина назад до нејзиниот извор и да утврдат кој од двата „осомничени“ е главниот виновник.

Во 2023 година, вселенскиот телескоп James Webb (JWST) направи голем пробив откривајќи галаксија која постоела 900 милиони години по Големата експлозија и која произведувала доволно енергија за да го јонизира неутралниот гас околу неа.

Сега вселенскиот телескоп Hubble отиде чекор понатаму откривајќи ултравиолетова светлина од галаксија наречена MXDFz4.4. Оваа ултравиолетова светлина треба да биде видлива само ако околниот гас е веќе јонизиран.

„Се сметаше дека набљудувањето на ваква галаксија е невозможно. Истражувачите очекуваа неутралната водородна 'магла' што го исполнуваше раниот универзум да биде премногу густа за да го замагли нашиот поглед на нејзината јонизирачка светлина. Hubble не само што ја сними таа светлина, туку и помогна да се откријат неверојатни детали за карактеристиките на галаксијата“, рече Илијас Гувартс од Space Telescope Science Institute (STScI) во Балтимор.

Галаксијата MXDFz4.4 за прв пат беше идентификувана во набљудувањето MUSE eXtremely Deep Field (MXDF), каде што MUSE е кратенка за инструментот Multi-Unite Spectroscopic Explorer на Very Large Telescope на Европската Јужна Опсерваторија, која се наоѓа во Чиле. Делот „z4.4“ од нејзиното име означува дека галаксијата има црвено поместување од 4,4, што значи дека постоела пред 12,37 милијарди години. Како што универзумот се ширел од тогаш, ултравиолетовата светлина се поместила кон видливите бранови должини што ги детектираше Hubble, пишува Space.com.

„Астрономите пронајдоа многу галаксии што постоеле во овој период од историјата на универзумот, но не сме детектирале јонизирачки фотони од ниту една од нив, што го прави MXDFz4.4 уникатен“, рече Марк Рафелски, заменик-шеф на мисијата Hubble во Институтот STScI.

Галаксијата MXDFz4.4 е 100 пати помала од нашиот Млечен Пат, но формира ѕвезди десет пати побрзо од нашата галаксија. Многу од овие ѕвезди се формираат во густо, светлосно јато, кое произведува јонизирачко ултравиолетово зрачење.

Јатото содржи „многу млади, топли, масивни ѕвезди во мал простор, кои се поспособни да го пробијат непроѕирниот гас“, рече Гувартс.

Понатаму, споредувајќи ги набљудувањата на Hubble за галаксијата MXDFz4.4 со податоците од JWST, кој ги проучувал постудените, постари ѕвезди во галаксијата, тимот на Гувартс и Рафелски открил дека ѕвездите во јатото се формирале во експлозии, при што секој експлозија произведувала нови количини на јонизирачко ултравиолетово зрачење, кое постепено со текот на времето чистело повеќе од неутралниот гас. Сега ја гледаме галаксијата околу 250 милиони години откако завршила со рејонизацијата на околниот гас. Овие жешки, масивни ѕвезди во јатото го завршуваат својот живот по неколку милиони години како супернови, чии ударни бранови и зрачење можат да создадат меурчиња во гасот кои се широки светлосни години, отворајќи дополнителни патишта за ултравиолетовата светлина да излезе и да биде откриена од Hubble.

Набљудувањата се чини дека ја поддржуваат теоријата дека јатата од жешки, масивни, светли ѕвезди во младите галаксии во раниот универзум играле доминантна улога во јонизацијата на неутралниот гас на универзумот.

„Набљудувањата на Хабл за галаксијата MXDFz4.4 ни овозможуваат да ги тестираме нашите хипотези многу поблиску до ерата на рејонизација од кога било досега. Наоѓањето повеќе галаксии, особено во нешто подоцнежни космички времиња каде што се достапни поголеми примероци, би ни овозможило да ги прецизираме овие мерења и да разбереме што ни го разјаснило погледот кога таа ера завршила“, рече Рафелски.