Νέες ενδείξεις για το πώς ανάβουν οι αρχαίοι γαλαξίες το σύμπαν

Μια νέα μελέτη με επικεφαλής τους αστρονόμους στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν έδωσε νέα εικόνα για το πώς σχηματίστηκαν και εξελίχθηκαν οι γαλαξίες κατά τη διάρκεια μιας κρίσιμης περιόδου στο πρώιμο σύμπαν. Αυτή η περίοδος, γνωστή ως Εποχή της Reionization, σημειώθηκε μεταξύ 150 εκατομμυρίων και 1 δισεκατομμυρίου ετών μετά το Big Bang και θεωρείται σημαντικό ορόσημο στο σχηματισμό του σύμπαντος όπως το γνωρίζουμε.

Η ομάδα, συμπεριλαμβανομένων των επιστήμονων από άλλα ιδρύματα, χρησιμοποίησε παρατηρήσεις από τηλεσκόπια αιχμής, συμπεριλαμβανομένου του Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) στην έρημο Atacama της Χιλής, για να μελετήσει ένα μακρινό γαλαξία γνωστό ως CR7. Το CR7, το οποίο υπήρχε περίπου 700 εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang, εκπέμπει ένα σπάνιο είδος φωτός γνωστός ως εκπομπή Lyman-Alpha.

Αναλύοντας το μήκος κύματος της εκπομπής Lyman-Alpha από το CR7, οι ερευνητές ανακάλυψαν την παρουσία μιας προηγουμένως ανιχνευμένης δεξαμενής ουδέτερου αερίου υδρογόνου που περιβάλλει τον γαλαξία. Το ουδέτερο αέριο υδρογόνου είναι ένα κρίσιμο καύσιμο που απαιτείται για την τροφοδοσία του σχηματισμού των αστεριών στο πρώιμο σύμπαν. Το παρατηρούμενο αέριο υδρογόνου πιθανότατα τροφοδότησε τον σχηματισμό αστεριών στο CR7 και συνέβαλε στην αναζωογόνηση του σύμπαντος, η οποία εκκαθάρισε την ομίχλη του ουδέτερου υδρογόνου που διαπέρασε τον πρώιμο κόσμο και το κατέστησε διαφανές στο υπεριώδες φως.

Η ομάδα διαπίστωσε επίσης ότι το ιονισμένο αέριο που περιβάλλει το CR7 ήταν συσσωματωμένο και όχι ομαλά κατανεμημένο, πιθανώς το αποτέλεσμα ενεργειακών διεργασιών όπως οι εκρήξεις σουπερνόβα και οι εκροές της ύλης από τον γαλαξία. Αυτή η συσσώρευση υποδηλώνει ένα δυναμικό και χαοτικό περιβάλλον στον γαλαξία κατά τη διάρκεια της έντονης φάσης σχηματισμού αστεριών.

Ο επικεφαλής συγγραφέας Sebastiano Cantalupo, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Τμήμα Αστρονομίας της UT Austin, εξήγησε ότι τα ευρήματα παρέχουν νέες ενδείξεις για την εξέλιξη των πρώτων γενεών γαλαξιών και των πηγών ενέργειας που είναι υπεύθυνες για την επανόωση.

Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Science, συμβάλλει στην κατανόησή μας για το πώς οι πρώιμοι γαλαξίες διαμόρφωσαν το σύμπαν και έθεσαν τη σκηνή για τις δομές που παρατηρούμε στον σημερινό κόσμο. Υπογραμμίζει τη δυνατότητα των επερχόμενων διαστημικών τηλεσκοπίων, όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, για να μελετήσουν περαιτέρω αυτούς τους μακρινούς γαλαξίες και να ρίξουν περισσότερο φως στην πρώιμη ιστορία του σύμπαντος.