Beveik laiko pradžioje Visata buvo užtemdyta tamsoje. Tuomet ankstyvosios galaktikos gamino ryškias, karštas žvaigždes, kurios mažais kanalais nutekėjo į ryškią tarpgalaktinę erdvę, paversdamos visatą skaidria.
Tokia išvada padaryta iš nuostabių naujų „veidrodinių“ vaizdų, padarytų tolimoje galaktikoje, žinomoje kaip „Sunburst“ arka. Kai Visata buvo tik kūdikis, ją sudarė karštos, bet greitai aušinančios dalelės. Kai Visata pakankamai atvėsta, protonai ir elektronai sujungti, kad susidarytų neutralus vandenilis, kuris apgaubė Visatą tamsoje ir padarė ją nepastebimą elektromagnetiniame spektre, teigia MIT „Haystack“ observatorija. Šiuo laikotarpiu, vadinamuoju tamsiuoju amžiumi, bet kokia skleidžiama radiacija buvo absorbuota vandenilio dujose.
Po maždaug milijardo metų po Didžiojo sprogimo, „Reionizacijos epochoje“, didžiulis energijos sujudimas jonizavo dujas, nuplėšdamas elektronus nuo vandenilio atomų ir sukurdamas plazmą. Ši jonizacija įvyko dėl energetinės ultravioletinės šviesos, kuri „greičiausiai atsirado iš labai jaunų, labai ryškių, labai karštų ir taip pat labai trumpaamžių žvaigždžių pirmosiose galaktikose“, - sakė pagrindinis autorius Thøgeris Emilis Rivera-Thorsenas, universiteto docentas. iš Oslo, Norvegijoje. Tačiau neaišku, kaip tiksliai įvyko šis jonizacijos įvykis.
Norėdami tai išsiaiškinti, tyrėjai kreipėsi į galaktiką, vadinamą „Sunburst Arka“, esančią maždaug už 11 milijardų šviesmečių (nors sunku tiksliai žinoti, kiek ji yra besiplečiančioje visatoje.) „Sunburst Arc“ nėra gana Rivera-Thorsenas teigė, kad yra pakankamai senas, kad būtų viena iš ankstyvųjų galaktikų, reionizavusių Visatą, tačiau ji yra pakankamai sena, kad galėtų ką nors išmokyti tyrėjus apie procesą.
Ankstesniame tyrime Rivera-Thorsenas ir jo komanda nagrinėjo šviesos signalus, sklindančius iš „Sunburst“ lanko. Keletas užuominų pasiūlė, kad jonizuojančioji šviesa iš šių ankstyvųjų galaktikų sklido per keletą siaurų kanalų arba skylių kitaip nepermatomame gaubte, dengiančiame galaktiką. „Bet mes negalime sakyti, kad mes tai radome, kol mes to tiesiogiai nepastebėjome“, - „Live Science“ pasakojo Rivera-Thorsen.
Taigi tyrėjai pasiūlė aptikti šias skyles naudojant Hablo kosminį teleskopą ir „štai ir štai, jis veikė“, sakė Rivera-Thorsenas. „Sunburst“ lankas pastatytas taip, kad „Hablas“ būtų lengvai matomas. Tarp jų esantis galaktikų spiečius veikia kaip kosminis mikroskopas, lenkdamas ir padidindamas saulės spindulio arkos šviesą - kuri kitaip būtų per silpna matyti - kad Hablas galėtų ją pasiimti vaizdų serijoje. Šis efektas, vadinamas „gravitaciniu lęšiu“, buvo numatytas Einšteino bendrosios reliatyvumo teorijos teorijoje ir šiuo atveju yra ypač stiprus, sukeliantis 12 kopijų galaktikos vaizdų.
Kai kurie iš šių vaizdų buvo padaryti nejonizuojančios, matomos šviesos spektre, kiti - jonizuojančiosios šviesos spektre. Jonizuojančiai šviesai „iš esmės viskas, ką galite pamatyti, yra vienas mažas taškas, o kitaip nėra nieko“, - sakė jis. "Tai, manau, buvo labai gražus mūsų hipotezės patvirtinimas - kad tai yra tarsi viena skylė kitaip visiškai neskaidrioje, dujomis dengtoje galaktikoje."
Kad tyrėjai pamatytų šį poveikį, reikėjo nustatyti kelis veiksnius, todėl „mums nepaprastai pasisekė rasti šį dalyką“, - teigė Rivera-Thorsen. Pavyzdžiui, Hablo atvaizduose buvo užfiksuoti visi galaktikos „sultingi bitai“, įskaitant vietas, iš kurių pabėgo jonizuojanti šviesa. Neaišku, kodėl ir kaip susiformavo šie siauri kanalai.
Be to, modernesnėse galaktikose „mes tikrai nematome daug šios jonizuojančiosios spinduliuotės pabėgimo, mes matome šiek tiek čia ir ten“, - pridūrė jis. "Taigi kažkas apie šių galaktikų fizines savybes turėjo labai dramatiškai pasikeisti maždaug per 1 milijardą metų po Didžiojo sprogimo, kai Visata buvo suremontuota iš naujo". Būsimame darbe Rivera-Thorsenas ir jo komanda nori išsiaiškinti, kaip pasikeitė galaktikos nuo Didžiojo sprogimo laikų.
„Įrodymai, kad buvo išvengta jonizuojančiosios spinduliuotės, yra įtikinami“, - teigė Jurijus Izotovas, Ukrainos pagrindinės astronomijos observatorijos astronomas, nedalyvavęs tyrime. Jų išvados yra svarbios norint suprasti, kaip šviesa teka iš žvaigždes formuojančių galaktikų, ir aiškinti, kad šviesa teka pro galaktikos skyles, „atrodo pagrįsta“, - „Izotovas“ pasakojo „Live Science“.
Darbe nedalyvavęs Kalifornijos universiteto San Diege fizikos profesorius Brianas Keatingas sutinka. „Šaltiniai, kurie sukūrė pirmuosius Visatos jonizuojančius fotonus, jau seniai slepiami paslaptyje“, - „Keating“ pasakojo „Live Science“. "Jų darbas duoda daug žvilgsnio į neįsivaizduojamus objektus, kurie, kaip manoma, yra pagrindiniai Reionizacijos epochos varikliai."
Išvados buvo paskelbtos lapkričio 7 d. Žurnale „Science“.
