Τα πρώτα αστέρια σχηματίστηκαν πολύ αργότερα από ό,τι πιστεύαμε
Ο δορυφόρος Planck της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας αποκάλυψε ορισμένες πληροφορίες που μπορεί να μας αναγκάσουν να ξανασκεφτούμε την εξέλιξη του πρώιμου Σύμπαντος.
Τα τηλεσκόπια και άλλα εργαλεία παρατήρησης μας επιτρέπουν να δούμε μεγάλο μέρος του Σύμπαντος σήμερα, αλλά είμαστε τόσο συνηθισμένοι σε αυτό στην τρέχουσα κατάστασή του που είναι δύσκολο να φανταστούμε πώς έμοιαζε πριν από 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια. Όλα ήταν ακόμη στα σπάργανα, χωρίς το πλήθος των αστεριών και των γαλαξιών που βλέπουμε σήμερα. Τότε, όλα ήταν μια πυκνή, καυτή ομίχλη, μια αρχέγονη σούπα από σωματίδια – κυρίως ηλεκτρόνια, πρωτόνια, νετρόνια και φωτόνια.
Καθώς ο κόσμος επεκτεινόταν, άρχισε να κρυώνει λίγο και έγινε πιο σπάνιος. Οι αστροφυσικοί πιστεύουν ότι το σύμπαν έγινε διαφανές περίπου 380.000 χρόνια μετά τη γέννησή του, πράγμα που σημαίνει ότι τα φωτόνια θα μπορούσαν τελικά να ταξιδέψουν ελεύθερα στο σύμπαν. Σήμερα, μπορούμε ακόμα να παρατηρήσουμε μέρος αυτού του «απολιθωμένου φωτός» και η κατανομή του παρέχει πληροφορίες σχετικά με την ιστορία, τη σύνθεση και τη γεωμετρία του Σύμπαντος.
Αυτή η κατανομή ονομάζεται Cosmic Microwave Background, ή CMB για συντομία. Η απελευθέρωση του CMB δείχνει την πρώτη στιγμή στο Σύμπαν όταν η ύλη ήταν σε ηλεκτρικά ουδέτερη κατάσταση – με άλλα λόγια, όταν τα ηλεκτρόνια συγχωνεύτηκαν με τα πρωτόνια για να σχηματίσουν άτομα. Μετά από αυτό, η ύλη όπως ξέρουμε άρχισε να αναδύεται, αλλά χρειάστηκαν ακόμα μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια για να σχηματιστούν τα πρώτα αστέρια. Αυτά με τη σειρά τους άρχισαν να διασπούν την ύλη σε ηλεκτρόνια και πρωτόνια για άλλη μια φορά, ενώ στέλνουν επίσης φως (φωτόνια) προς όλες τις κατευθύνσεις. Δεν χρειάστηκε πολύς χρόνος και τα περισσότερα — σχεδόν όλα, εκτός από μερικά απομονωμένα μέρη — η ύλη ιονίστηκε.
Οι αστρονόμοι διεξήγαγαν παρατηρήσεις σε γαλαξίες με υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, διαπιστώνοντας ότι ο επαναιονισμός έλαβε χώρα όταν το Σύμπαν ήταν 900 εκατομμυρίων ετών. Αλλά πότε ξεκίνησε αυτή η διαδικασία (και επομένως, πότε σχηματίστηκαν τα πρώτα αστέρια) είναι πολύ πιο δύσκολο να εντοπιστεί.
Το κλειδί βρίσκεται ακόμα στο CMB.
Η νέα ανάλυση που διεξήχθη από τον Tauber και την ομάδα του δεν διαφέρει εννοιολογικά από προηγούμενες προσπάθειες, αλλά χρησιμοποιεί μια πιο προηγμένη τεχνολογία από τον άλλο ανιχνευτή του Planck, το όργανο υψηλής συχνότητας (HFI).
Αυτή η νέα ανάλυση έδειξε επίσης ότι αυτά τα αστέρια ήταν οι μόνες πηγές που χρειάζονταν για τον υπολογισμό του επαναιονισμού των ατόμων στον κόσμο και ότι η μισή από αυτή τη διαδικασία ολοκληρώθηκε όταν το Σύμπαν είχε φτάσει σε ηλικία 700 εκατομμυρίων ετών.
Είναι ακόμη ένα έργο σε εξέλιξη και η ακριβής ηλικία ιοντισμού θα παραμείνει θέμα συζήτησης, αλλά το γεγονός ότι μπορούμε να συμπεράνουμε τόσα πολλά για την πρώιμη ιστορία του Σύμπαντος είναι απλά συγκλονιστικό.
Αναφορές περιοδικού:
- Matthieu Tristram και Συνεργασία. Ενδιάμεσα αποτελέσματα Planck. XLVII. Περιορισμοί Planck στην ιστορία επαναιονισμού. Αστρονομία και Αστροφυσική , 2016; DOI:10.1051/0004-6361/201628897
- Συνεργασία Planck. Ενδιάμεσα αποτελέσματα Planck. XLVI. Μείωση συστηματικών επιδράσεων μεγάλης κλίμακας στους χάρτες πόλωσης HFI και εκτίμηση του οπτικού βάθους επαναιονισμού. Αστρονομία και Αστροφυσική , 2016; DOI:10.1051/0004-6361/201628890
