Mycket återstår att förstå om universums tidiga
historia den tid som kallas återjoniseringens era. Det var en period av mörker
utan några stjärnor eller galaxer, fylld med en tät dimma av vätgas fram tills
de första stjärnorna joniserade gasen omkring dem och ljuset började färdas
genom gasen. Astronomer har tillbringat årtionden med att försöka identifiera
de källor som sände ut strålning som var tillräckligt kraftfull för att gradvis
rensa bort denna vätedimma som täckte det unga universum.
Ett forskningsprogram med namnet Ultradeep NIRSpec och NIRCam ObserVations before the Epoch of Reionization (UNCOVER) arbetade med både avbildning och spektroskopiska observationer av linsklustret från Abell2744. Abell 2744 är en samling av galaxer.
Ett
internationellt team av astronomer använde gravitationslinsning på detta mål,
även känt som Pandoras hop för att undersöka källorna till universums
återjonisering. Gravitationslinsen förstorar och förvränger utseendet på
avlägsna galaxer, så att de ser väldigt annorlunda ut och ses närmre än de i
förgrunden.
Galaxhopens "lins" är så massiv att den
förvränger själva rymden så mycket att ljus från avlägsna galaxer som passerar
genom den förvrängda rymden också får ett förvrängt utseende.
Förstoringseffekten gjorde det möjligt för teamet att studera mycket avlägsna
ljuskällor bortom Abell 2744, vilket avslöjade åtta extremt ljussvaga galaxer
som varit omöjliga att upptäcka, även för Webbteleskopet.
Forskarlaget fann att dessa ljussvaga galaxer är
enorma producenter av ultraviolett ljus, på nivåer som är fyra gånger högre än
vad man tidigare antagit möjligt. Det betyder att de flesta fotoner som
återjoniserade universum sannolikt kom från dvärggalaxer.
– Upptäckten avslöjar den avgörande roll som
ultraljussvaga galaxer spelade i det tidiga universums utveckling, beskriver
Iryna Chemerynska vid Institut d'Astrophysique de Paris i Frankrike. – De
producerade joniserande fotoner som omvandlade neutralt väte till joniserad
plasma till kosmisk återjonisering. Det belyser vikten av att förstå galaxer
med låg massas betydelse i universums historia.
"Dessa kosmiska kraftpaket avger tillsammans
mer än tillräckligt med energi för att återjonisera", tillade teamledaren
Hakim Atek, också från Institut d'Astrophysique de Paris och huvudförfattare
till artikeln som beskriver detta resultat. Trots sin ringa storlek är dessa
galaxer med låg massa produktiva producenter av energirik strålning och deras
förekomst under denna period är så betydande att deras kollektiva inflytande kunde
förändra hela universums tillstånd.
För att komma fram till denna slutsats kombinerade
teamet först extremt känsliga Webb-avbildningsdata med bilder av Abell 2744
från NASA/ESA:s rymdteleskop Hubble för att välja ut extremt ljussvaga
galaxkandidater under återjoniseringens epok.
Detta följdes av spektroskopi med Webbs
Near-InfraRed Spectrograph (NIRSpec). Instrumentets Multi-Shutter Assembly
användes för att fånga flera spektra av dessa ljussvaga galaxer. Det här är
första gången som forskare på ett tillförlitligt sätt har upptäckt hur vanliga
ljussvaga galaxer är. Resultaten bekräftar att de var den vanligaste typen av
galaxer under återjoniseringsepoken. Detta är också första gången som dessa
galaxers joniserande kraft har mätts vilket gjorde det möjligt för astronomerna
att fastställa att de producerade tillräckligt med energirik strålning för att
jonisera det unga universum.
Bild vikipedia Schematisk tidslinje över universum,
som visar återjoniseringens plats i den kosmiska historien.
