Astronomi, kas vēlas precīzi noteikt, kad notika Visuma reionozācija, ir atraduši dažas no agrākajām galaktikām apmēram 800 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena. Vienas galaktikas vecumu apstiprināja raksturīgs neitrāls ūdeņraža paraksts 787 miljonu gadu laikā pēc Lielā sprādziena. Atrade ir pirmais tā saucamās izstāšanās galaktikas vecuma apstiprinājums tālajā laikā un precīzi norāda, kad, iespējams, sākās reionizācijas laikmets.
Reionizācijas periods ir tālākais laika posms, ko astronomi var novērot. Lielais sprādziens pirms 13,7 miljardiem gadu izveidoja karstu, drūmu Visumu. Apmēram 400 000 gadus vēlāk temperatūra atdzisa, elektroni un protoni savienojās, veidojot neitrālu ūdeņradi, un izciļņi tika notīrīti. Kādu laiku pirms 1 miljarda gadu pēc Lielā sprādziena neitrāls ūdeņradis pirmajās galaktikās sāka veidot zvaigznes, kas izstaroja enerģiju un mainīja ūdeņradi atpakaļ uz jonizētu. Lai arī tā nebija bieza plazmas zupa par iepriekšējo periodu tūlīt pēc Lielā sprādziena, šī zvaigžņu veidošanās sāka reionizācijas laikmetu.
Astronomi zina, ka šis laikmets beidzās apmēram 1 miljardu gadu pēc Lielā sprādziena, bet, kad tas sākās, ir tos izvairījies.
Mēs meklējam “pamešanas” galaktikas, ”sacīja Masami Ouchi, kurš vadīja ASV un Japānas astronomu komandu, atskatoties uz reionizācijas laikmetu. “Mēs izmantojam pakāpeniski sarkanākus filtrus, kas atklāj pieaugošus gaismas viļņu garumus un vēro, kuras galaktikas pazūd vai“ pamet ”attēlus, kas izgatavoti, izmantojot šos filtrus. Vecāki, attālāki galaktiku “sarkanāki” filtri un to īpatnējie viļņu garumi var parādīt galaktiku attālumu un vecumu. Tas, kas padara šo pētījumu atšķirīgu, ir tas, ka mēs apsekojām teritoriju, kas ir vairāk nekā 100 reizes lielāka nekā iepriekšējās, un rezultātā mums bija lielāks agrīno galaktiku paraugs (22) nekā iepriekšējie apsekojumi. Turklāt mēs varējām apstiprināt vienas galaktikas vecumu, ”viņš turpināja. "Tā kā visas galaktikas tika atrastas, izmantojot vienu un to pašu pamešanas paņēmienu, tās, visticamāk, ir viena vecuma."
Ouči komanda varēja veikt tik lielu aptauju, jo 8,3 metru lielā Subaru teleskopa platleņķa kamerā viņi izmantoja pēc pasūtījuma izgatavotu supersarkano filtru un citus unikālus tehnoloģiskos sasniegumus sarkanā jutībā. Viņi veica savus novērojumus laikposmā no 2006. līdz 2009. gadam Subaru Deep Field un Great Observatories Origins Deep Survey North laukā. Pēc tam viņi salīdzināja savus novērojumus ar datiem, kas savākti citos pētījumos.
Astronomi ir domājuši, vai Visums laika gaitā tika pakļauts reionizācijai uzreiz vai pakāpeniski, bet vēl svarīgāk ir tas, ka viņi ir mēģinājuši izolēt, kad Visums sāka reionizāciju. Galaktiku blīvuma un spilgtuma mērījumi ir galvenie, lai aprēķinātu zvaigžņu veidošanās ātrumu, kas daudz stāsta par to, kas notika, kad. Astronomi apskatīja zvaigžņu veidošanās ātrumu un ūdeņraža jonizācijas ātrumu.
Izmantojot viņu un citu pētījumu datus, viņi noteica, ka zvaigžņu veidošanās rādītāji ir dramatiski zemāki no 800 miljoniem gadu līdz aptuveni miljardam gadu pēc Lielā sprādziena, pēc tam. Attiecīgi viņi aprēķināja, ka jonizācijas ātrums šajā agrīnajā laikā būs ļoti lēns, jo ir zems zvaigžņu veidošanās ātrums.
“Mēs patiešām bijām pārsteigti, ka jonizācijas ātrums šķiet tik zems, kas būtu pretrunā ar NASA WMAP satelīta apgalvojumu. Tajā secināts, ka reionizācija sākās ne vēlāk kā 600 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena, ”atgādināja Ouči. “Mēs domājam, ka šo mīklu varētu izskaidrot ar efektīvākiem jonizējošo fotonu ražošanas ātrumiem galaktiku sākumā. Masīvu zvaigžņu veidošanās, iespējams, bija daudz intensīvāka nekā mūsdienu galaktikās. Mazāk masīvu zvaigžņu rada vairāk jonizējošu fotonu nekā daudzas mazākas zvaigznes, ”viņš skaidroja.
Pētījums tiks publicēts Astrophysical Journal decembra numurā.
Avots: EurekAlert
