Korzystając z najnowszego narzędzia Hubble'a, Cosmic Origins Spectrograph (COS), badacze przybili i pogłębili nasze rozumienie reionizacji helu we wczesnym Wszechświecie, wyjaśniając ramy czasowe 11,7 do 11,3 miliarda lat temu, kiedy wszechświat oderwał elektrony od pierwotnych atomy helu. Naukowcy z Hubble'a twierdzą, że był to odpowiednik globalnego ocieplenia, z tym wyjątkiem, że fala upałów przebiła wówczas cały wczesny wszechświat, hamując rozwój małych galaktyk przez prawie 500 milionów lat.
Wszechświat przeszedł początkową falę upałów ponad 13 miliardów lat temu, gdy energia z wczesnych masywnych gwiazd zjonizowała zimny wodór międzygwiezdny z Wielkiego Wybuchu. Ta epoka jest faktycznie nazywana reionizacją, ponieważ jądra wodoru były pierwotnie w stanie zjonizowanym krótko po początkach Wszechświata.
Minęły kolejne 2 miliardy lat, zanim wszechświat wytworzył źródła promieniowania ultrafioletowego o energii wystarczającej do rejonizacji helu wytworzonego w Wielkim Wybuchu, który podgrzał gaz międzygalaktyczny i powstrzymał jego zapadanie się grawitacyjne, tworząc nowe generacje gwiazd w niektórych małych galaktykach. Galaktyki o najniższej masie nawet nie były w stanie utrzymać gazu, który uciekł z powrotem do przestrzeni międzygalaktycznej.
Promieniowanie to nie pochodziło z gwiazd, ale raczej z kwazarów, genialnych jąder aktywnych galaktyk. W rzeczywistości epoka rejonizacji helu odpowiada czasowi przejściowemu w historii wszechświata, kiedy kwazary były najbardziej obfite.
Michael Shull z University of Colorado i jego zespół byli w stanie znaleźć charakterystyczne helowe linie absorpcji spektralnej w świetle ultrafioletowym kwazara. Latarnia kwazarowa świeci światłem przez chmury między niewidzialnym gazem, niczym reflektor świecący przez mgłę. Wiązka umożliwia sondę rdzeniowo-próbną chmur gazu rozproszonych między galaktykami we wczesnym wszechświecie.
To był hałaśliwy czas. Galaktyki często zderzały się, a to zasłaniało supermasywne czarne dziury w rdzeniach galaktyk gazem infalling. Czarne dziury wściekle przekształciły część energii grawitacyjnej tej masy w potężne promieniowanie dalekiego ultrafioletu, które płonęłoby z galaktyk. Ogrzało to międzygalaktyczny hel z 18 000 stopni Fahrenheita do prawie 40 000 stopni. Po dejonizacji helu we wszechświecie gaz międzygalaktyczny ponownie ostygł, a galaktyki karłowate mogły wznowić normalne gromadzenie się.
„Wyobrażam sobie, że gdyby nie doszło do reionizacji helu, mogłoby powstać jeszcze kilka galaktyk karłowatych” - powiedział Shull.
Do tej pory Shull i jego zespół mają tylko jedną linię wzroku do pomiaru przejścia helu, ale zespół naukowy COS planuje użyć Hubble'a, aby spojrzeć w innych kierunkach, aby sprawdzić, czy reionizacja helu jednolicie miała miejsce w całym wszechświecie.
Wyniki zespołu naukowego zostaną opublikowane w The Astrophysical Journal z 20 października.
Źródło: HubbleSite
