Astronomer har fastställt att så kallade
"läckande" galaxer kan ha utlöst den sista stora
transformationsepoken i universum. Det som joniserade den neutrala
interstellära gasen. Jonisering innebär att en eller flera elektroner i en atom
tas bort så att atomen får en positiv laddning.
För miljarder år sedan var universum mycket mindre
och mycket varmare än idag. Det var litet och varmt och i ett tillstånd av plasma, där elektroner var separerade från atomkärnor. Men då universum var
ungefär 380000 år gammalt svalnade det till en temperatur som möjliggjorde att elektroner kunde
rekombineras till atomkärnor och bilda en soppa av neutrala atomer.
Observationer av dagens universum visar att all
materia i universum i dag består till nära 100 % av som vi vet neutrala atomer (i annat fall hade
universum bestått av antimateria positiva atomer).
Istället för att återjoniseras till ett plasma av positiva atomer förblev
atomerna vid återjoniseringen neutrala atomer. Astronomer kallar denna händelse epoken för
återjonisering och misstänker att det hände inom de första hundra miljoner åren
efter Big Bang. Men de är inte säkra på hur detta transformerande skedde.
En av de stora debatterna i modern kosmologi är källan till återjonisering. En hypotes är att kvasarer är svaret. Kvasarer är de ultraljusa kärnor som omger supermassiva svarta hål som pumpar ut enorma mängder högenergistrålning. Denna strålning översvämmar universum och omvandlar universum från neutralt till joniserat men fortsatt neutralt uppbyggt universum med de atomer allt vi vet är uppbyggt av. Men problemet med denna hypotes är att kvasarer är relativt sällsynta och därför har svårt att täcka universums volym.
Men vissa forskare
anser att kvasarer var mycket vanliga under universums första tid. Man misstog
dessa först som för tidiga galaxer. Men dessa röda punkter som man antar är kvasarer och upptäcktes av Webbteleskopet
kanske likväl inte räcker till för återjoniseringen. Dock ska
vi ha i minnet att universum var mindre då än nu i volym.
En annan hypotes är att unga galaxer rika på
stjärnbildning är ansvariga. I detta scenario är processen jonisering av den
neutrala gasen mer spridd över hela universum. Varje enskild galax kan bara
jonisera gasen i sin närhet, men eftersom det finns så många galaxer är det
möjligt att återjonisera hela universum. Men det enda sättet att göra detta är
om tillräckligt med högenergistrålning läcker ut ur galaxer och in i det
omgivande mediet.
Kanske
man ska ta hänsyn till att varje galax har ett svart hål som i tidens början kan
ha varit en kvasar istället.
Ett team av astronomer har använt James Webb Space
Telescope för att undersöka denna hypotes (obs
kursiv text är mina funderingar). Astronomer kan inte studera strålningen
som kommer ut från galaxerna direkt eftersom den strålningen absorberas av
miljarder ljusår av materia mellan oss och dessa galaxer. Så istället fick de
leta efter andra ledtrådar. Med hjälp av James Webbs förmåga att studera
avlägsna galaxer kunde de mäta hur kompakta galaxerna såg ut och hur rik på
stjärnbildning de var. De kunde sedan jämföra dessa galaxer med liknande
galaxer i dagens universum för att skapa en uppskattning av mängden strålning
som läckte ut från dem.
De uppskattar att galaxerna i det tidiga universum i
genomsnitt läckte ungefär 12 % av sina tillgängliga högenergifotoner. Detta är
precis tillräckligt för att potentiellt återjonisera kosmos på relativt kort
tid.
Om
denna teori stämmer i verkligheten får vi kanske veta i framtiden. Teoretiskt
stämmer den bra.
Studien publiceras i tidskriften Astronomy &
Astrophysics. Inlägget ovan är en diskussion och beskrivning av mig som utgår från en artikel i https://phys.org/ av Paul M. Sutter, Universe Today.
Bild vikimedia Universums utveckling från bigbang
till nutid.
