V ranom vesmíre bol plyn medzi hviezdami a galaxiami nepriehľadný. Toto sa zmenilo asi 1 miliardu rokov po veľkom tresku. Najnovšie dáta z JWST nám objasňujú, prečo sa plyn stal úplne transparentným. Podľa analýzy týchto dát hviezdy galaxií vyžarovali dostatok svetla na to, aby zohriali a ionizovali plyn okolo nich.
Výsledky výskumného tímu pod vedením Simona Lillyho z ETH (Švajčiarska polytechnická vysoká škola) v Zürichu sú najnovšími poznatkami o časovom období známom ako éra reionizácie , keď vesmír prešiel dramatickými zmenami. Po veľkom tresku bol plyn vo vesmíre neuveriteľne horúci a hustý. Následne sa začal ochladzovať, čo trvalo stovky miliónov rokov. Následne sa plyn opäť zahrial a ionizoval - pravdepodobne v dôsledku formovania raných hviezd v galaxiách a počas miliónov rokov sa stal transparentným.
Výskumníci dlho hľadali definitívne dôkazy na vysvetlenie týchto premien. Nové výsledky konečne vysvetľujú čo sa dialo na konci tohto obdobia reionizácie. „Nielenže Webbov teleskop jasne ukazuje, že tieto priehľadné oblasti sa nachádzajú okolo galaxií, ale tiež sme zmerali, aké sú veľké,“ vysvetlil Daichi Kashino z Nagoyskej univerzity v Japonsku, hlavný autor prvého článku tímu. "S týmito údajmi vidíme, ako galaxie reionizujú plyn okolo nich."
Tieto oblasti priehľadného plynu sú v porovnaní s galaxiami gigantické – predstavte si teplovzdušný balón s hráškom zaveseným vo vnútri. Webbove údaje ukazujú, že tieto relatívne malé galaxie riadili reionizáciu a vyčistili obrovské oblasti priestoru okolo nich. Počas nasledujúcich sto miliónov rokov sa tieto priehľadné „bubliny“ naďalej zväčšovali a zväčšovali, nakoniec sa spojili a spôsobili, že celý vesmír sa stal priehľadným.
Tím Simona Lillyho sa špeciálne zameral na obdobie tesne pred koncom éry reionizácie, keď vesmír nebol celkom jasný a nie celkom nepriehľadný – obsahoval mozaiku plynu v rôznych stavoch. Vedci namierili Webbov teleskop smerom ku kvazaru (extrémne svietivej aktívnej supermasívnej čiernej diere). Ten pôsobí ako gigantická baterka, ktorá zvýraznila plyn medzi kvazarom a našimi teleskopmi.
Svetlo z kvazaru k nám putovalo cez rôzne časti plynu. Buď bolo absorbované plynom, ktorý bol nepriehľadný, alebo sa voľne pohybovalo cez priehľadný plyn. Získané výsledky z JWST boli následne spárované s pozorovaniami kvazaru z observatória Keck na Havaji, VLT Európskeho južného observatória a ďalekohľadu Magellan na observatóriu Las Campanas v Čile. "Osvetlením plynu pozdĺž nášho zorného poľa nám kvazar poskytuje rozsiahle informácie o zložení a stave plynu," vysvetlila Anna-Christina Eilers z MIT v Cambridge, Massachusetts, vedúca autorka ďalšieho tímového dokumentu.
Vedci potom použili Webb na identifikáciu galaxií v blízkosti tejto línie pohľadu a ukázali, že galaxie sú vo všeobecnosti obklopené priehľadnými oblasťami s polomerom asi 2 milióny svetelných rokov, čo je asi rovnaká oblasť ako priestor medzi našou galaxiou Mliečna dráha a našim najbližším susedom Andromedou.
Počas výskumu Eilers použila údaje z Webbovho teleskpu na to, aby potvrdila, že čierna diera v kvazare v strede tohto poľa je najhmotnejšia v súčasnosti známa čierna diera v ranom vesmíre a váži 10 miliárd násobok hmotnosti Slnka. "Stále nevieme vysvetliť, ako mohli kvazary narásť do takýchto objemov tak skoro," povedala. "To je ďalšia otázka, ktorú je potrebné zodpovedať." Snímky tiež neodhalili žiadny dôkaz, že svetlo z kvazaru bolo gravitačne šošovkované, čo zaisťuje, že merania hmotnosti sú definitívne.
Zdroj: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/nasa-s-webb-proves-galaxies-transformed-the-early-universe