Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb φέρνει στο φως έναν άγνωστο ως τώρα πληθυσμό μικρών, αλλά εξαιρετικά ενεργών γαλαξιών, οι οποίοι φαίνεται ότι διαδραμάτισαν καθοριστικό ρόλο στο να μεταμορφωθεί το πρώιμο Σύμπαν. Οι αστρονόμοι εντόπισαν 83 τέτοιους «εκρηκτικούς» γαλαξίες σε μια περιοχή του ουρανού που περιλαμβάνει το τεράστιο σμήνος γαλαξιών Abell 2744, γνωστό και ως "σμήνος της Πανδώρας", αξιοποιώντας την απίστευτη ισχύ του Webb.
Οι παρατηρήσεις έγιναν στο πλαίσιο του ερευνητικού προγράμματος UNCOVER (Ultradeep NIRSpec and NIRCam ObserVations before the Epoch of Reionization), με επικεφαλής τη Rachel Bezanson από το University of Pittsburgh. Χάρη στον φυσικό μεγεθυντικό φακό που προσφέρει η βαρυτική έλξη του σμήνους Abell 2744, το Webb κατάφερε να δει πολύ πιο μακριά – και κατά συνέπεια πολύ πιο πίσω στον χρόνο – απ’ ό,τι θα ήταν αλλιώς δυνατόν.
Σύμφωνα με τον Isak Wold, ερευνητή στο Catholic University of America και στο NASA Goddard Space Flight Center, τα μικρά αυτά γαλαξιακά συστήματα είχαν δυσανάλογα μεγάλη συμβολή στην παραγωγή υπεριώδους ακτινοβολίας, απαραίτητης για τη διαδικασία του επαναϊονισμού. Η περίοδος αυτή, που ξεκίνησε μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang, σηματοδοτεί τη μετάβαση του Σύμπαντος από ένα σκοτεινό, γεμάτο ουδέτερο υδρογόνο περιβάλλον, σε μια διαφανή κοσμική δομή όπου το φως μπορούσε να ταξιδεύει ελεύθερα.
Τα νέα στοιχεία δείχνουν ότι αυτοί οι χαμηλής μάζας γαλαξίες, αν και εξαιρετικά μικροί σε μέγεθος – θα χρειαζόταν από 2.000 έως 200.000 από αυτούς για να συγκροτηθεί ένας γαλαξίας σαν τον Γαλαξία μας, σύμφωνα με τη Sangeeta Malhotra της ομάδας – ήταν τόσο πολυάριθμοι και τόσο δραστήριοι σε επίπεδο σχηματισμού άστρων, που μπορούσαν να «πλημμυρίσουν» το πρώιμο Σύμπαν με επαρκή υπεριώδη ακτινοβολία για να το επαναϊονίσουν.
Η μελέτη επικεντρώθηκε στην αναζήτηση γαλαξιών σε κοσμική ηλικία γύρω στα 800 εκατομμύρια χρόνια, μια εποχή που αντιστοιχεί σε περίπου 6% της σημερινής ηλικίας του σύμπαντος. Οι ερευνητές εντόπισαν το χαρακτηριστικό ίχνος της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από οξυγόνο το οποίο έχει απολέσει δύο ηλεκτρόνια – μια ένδειξη έντονης αστρικής δραστηριότητας. Αυτή η εκπομπή, που αρχικά ήταν στο ορατό φάσμα, μετατοπίστηκε στο υπέρυθρο λόγω της διαστολής του Σύμπαντος και ανιχνεύτηκε από τις ευαίσθητες κάμερες NIRCam και NIRSpec του Webb.
Η πρωτοτυπία της έρευνας έγκειται και στην τεχνική επιλογής δείγματος, αλλά και στη χρήση της βαρυτικής μεγέθυνσης που προσφέρει το σμήνος Abell 2744. «Οι γαλαξίες αυτοί αφήνουν λιγότερο ουδέτερο υδρογόνο να τους περιβάλλει, διευκολύνοντας έτσι τη διαφυγή της ιονίζουσας υπεριώδους ακτινοβολίας», δήλωσε ο James Rhoads. «Ταυτόχρονα, οι αστρικές εκρήξεις ανοίγουν διαδρόμους μέσα στη μεσοαστρική ύλη, επιτρέποντας ακόμη περισσότερη ακτινοβολία να διαρρεύσει».
Αν οι γαλαξίες αυτοί απελευθέρωναν ποσοστό ιονίζουσας ακτινοβολίας παρόμοιο με αυτό που παρατηρείται σήμερα σε σπάνια παραδείγματα όπως οι αποκαλούμενοι "green peas", τότε θα μπορούσαν να εξηγήσουν πλήρως την επαναϊονισμένη κατάσταση στην οποία βρίσκεται σήμερα το Σύμπαν.
[via]
