HONOLULU – Un trio de galaxii cu bule ar putea oferi indicii despre una dintre cele mai mari transformări cosmice din istoria universului.
Cândva, în timpul primului miliard de ani ai universului, majoritatea atomilor de hidrogen din cosmos s-au ionizat atunci când electronii lor au fost smulși (SN: 11/7/19). Astronomii bănuiesc că această reionizare – așa numită deoarece tot hidrogenul fusese ionizat anterior în primele câteva sute de mii de ani – a fost declanșată de lumina ultravioletă aspră din primele generații de stele.
Acum, cercetătorii spun că au surprins câteva galaxii care explodează lumină ionizantă și scot electroni din hidrogenul din jur la doar 680 de milioane de ani după Big Bang. Dacă da, aceasta ar fi prima dovadă directă a unui grup de galaxii care lucrează împreună pentru a ioniza cosmosul timpuriu.
James Rhoads, un astrofizician la Centrul de Zbor Spațial Goddard al NASA din Greenbelt, Md., a prezentat rezultatele pe 5 ianuarie în timpul unei conferințe de presă la o reuniune a Societății Americane de Astronomie.
Pentru a căuta galaxii ionizante, echipa a căutat galaxii din universul îndepărtat care emit o anumită lungime de undă a luminii ultraviolete. Hidrogenul neutru absoarbe această lungime de undă, împiedicându-l să ajungă pe Pământ, dar hidrogenul ionizat îl lasă să treacă. Folosind telescopul Mayall de 4 metri de pe Vârful Kitt din Arizona, Rhoads și colegii săi au plecat la vânătoare pentru această lumină într-o fâșie bine studiată a cerului nordic. Au găsit trei galaxii, strânse împreună, strălucind de lumină – lumină căreia i-a luat peste 13 miliarde de ani să ajungă pe Pământ.
În acea epocă demult, mare parte din hidrogenul universului era încă neutru. Dar echipa susține că aceste trei galaxii au creat bule suprapuse de hidrogen ionizat într-o mare de hidrogen neutru, permițând luminii ultraviolete să scape nestingherite din galaxii. Se calculează că cea mai mare dintre aceste bule are o lungime de peste 6 milioane de ani lumină, o estimare bazată pe cât de multă lumină ionizantă a emis cea mai strălucitoare galaxie de-a lungul vieții sale. Este suficient de mare pentru ca expansiunea continuă a universului să întindă lumina la o lungime de undă mai mare în timpul călătoriei sale, astfel încât, în momentul în care ajunge la marginea bulei, să poată trece prin hidrogenul neutru învăluitor (SN: 30.7.19).
Deși se știa că cea mai strălucitoare dintre aceste trei galaxii emite lumină ionizantă, nimeni nu observase încă că vecinii ei au făcut la fel de bine, spune Brant Robertson, astrofizician la Universitatea din California, Santa Cruz, care nu a fost implicat în această cercetare.
„Ceea ce este interesant despre faptul că galaxiile sunt împreună este că pot lucra împreună ca o echipă”, spune Robertson. „Odată ce bulele din jurul lor se suprapun, atunci devine mai ușor pentru ei să înceapă să ionizeze o regiune mai mare din jurul lor decât dacă fiecare ar trebui să lucreze singur în bule mici separate.”
Aceste galaxii sunt atât de departe de Pământ încât este greu să măsori mai mult de câteva proprietăți despre ele, spune Rhoads. Așa că este greu de spus exact ce le permite galaxiilor să emită atât de multe radiații ionizante.
Pentru a se confrunta cu această întrebare, Rhoads și alții se uită mai aproape de casă. „Studiem galaxiile din apropiere care sunt similare ca natură cu acestea”, spune el. Prin investigarea acelor sisteme stelare mai apropiate, „putem să căutăm tendințe în ceea ce privește proprietățile galaxiilor care permit fotonilor ionizanți să scape”.