Przez setki milionów lat po Wielkim Wybuchu cały wszechświat był gęstą zupą atomów wodoru pływających w całkowitej czerni. Ten kosmiczny gulasz był tak gęsty, że pierwsze światło z pierwszych istniejących gwiazd nie mogło go przeniknąć - mgła wodorowa po prostu pochłonęła i rozproszyła światło gwiazd w kręgach, uwięziąc wszechświat w kosmicznej ciemności, jak coraz więcej gwiazd, galaktyk i czerni dziury powoli tliły się do życia.
Wszystko zmieniło się po około 500 milionach lat, kiedy rozpoczęła się wielka kosmiczna przemiana zwana epoką reionizacji. Kiedy starożytne galaktyki stawały się coraz większe i promieniowały mocniejszą energią, zaczęły wypalać kosmiczną mgłę, która ich otaczała, dzieląc (lub jonizując) atomy wodoru na plazmę wolnych protonów i elektronów. Nagle światło mogło przepłynąć przez kosmos - najpierw przez „bąbelki” plazmy otaczające duże galaktyki, a następnie coraz dalej, gdy wiele bąbelków zaczęło się rozszerzać i zachodzić na siebie.
Teraz, po raz pierwszy, astronomowie uważają, że wykryli trzy z tych bąbelków usuwających mgłę, które ciężko pracują, zmieniając wszechświat w grupie galaktyk oddalonych o 13 miliardów lat świetlnych.
W badaniu, które zostało przedstawione w tym tygodniu na konferencji American Astronomical Society w Honolulu i przedstawione do publikacji w nadchodzącym numerze The Astrophysical Journal, międzynarodowy zespół astronomów zidentyfikował trio odległych galaktyk, które wydają się promieniować najwcześniejszym światłem kiedykolwiek zaobserwowane. Grupa galaktyk, nazwana EGS77, pochodzi z około 680 milionów lat po Wielkim Wybuchu (około 5% obecnego wieku wszechświata wynoszącego 13,8 miliarda lat) i wydaje się być otoczona trzema nakładającymi się bańkami plazmy - co oznacza, że te pionierskie galaktyki mogły być złapani na akcie reionizacji swojego kąta wszechświata i doprowadzenia kosmicznych ciemnych wieków do końca.
„EGS77 utworzył dużą bańkę, która pozwala jej światłu na podróż na Ziemię”, powiedział współautor badania Vithal Tilvi, badacz z Arizona State University. „W końcu takie bąbelki wyrosły wokół wszystkich galaktyk i wypełniły przestrzeń międzygalaktyczną, rejonizując wszechświat i torując drogę światłu w kosmosie.”
Aby znaleźć te starożytne galaktyki usuwające mgłę, naukowcy zbadali niewielki fragment przestrzeni pod kątem dokładnej długości fali światła ultrafioletowego emitowanego przez najwcześniejsze gwiazdy, znanej również jako emisje Lyman-alfa. Światło zaczyna się przy długości fali 121,6 nanometrów, ale po podróży przez miliardy lat przez rozszerzający się wszechświat powoli rozciąga się w zakresie bliskiej podczerwieni (700 nanometrów na 1 milimetr), co jest łatwiejsze do wykrycia za pomocą teleskopów ziemskich.
Badanie wykazało trzy zachodzące na siebie plamki przestrzeni, które wydawały się emitować dokładne długości fal typowe dla starożytnych gwiazd jonizujących otoczenie. Zespół porównał te obserwacje z danymi z dwóch innych teleskopów i potwierdził, że galaktyki znajdowały się w odległości około 13 miliardów lat świetlnych, co czyni je najdalszą kiedykolwiek wykrytą grupą galaktyk i umieszcza je na granicy epoki reionizacji.
„EGS77 to pierwsza grupa galaktyk złapana podczas usuwania tej kosmicznej mgły” - powiedział współautor badania James Rhoads z Goddard Space Flight Center NASA w Greenbelt w stanie Maryland.
