Σπουδαία ανακάλυψη: Το τηλεσκόπιο James Webb απάντησε για τον επαναϊονισμό του Σύμπαντος

Χρησιμοποιώντας τις πρωτοφανείς δυνατότητες του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb της σύμπραξης NASA/ESA/CSA, μια διεθνής ομάδα επιστημόνων πέτυχε τις πρώτες φασματοσκοπικές παρατηρήσεις των πιο αμυδρών γαλαξιών κατά τα πρώτα χρόνια του Σύμπαντος. Τα ευρήματα αυτά συμβάλλουν στην απάντηση ενός μακροχρόνιου ερωτήματος των αστρονόμων: ποιες πηγές προκάλεσαν τον επαναϊονισμό του Σύμπαντος;

Πολλά απομένουν να κατανοηθούν για την εποχή της πρώιμης ιστορίας του Σύμπαντος που είναι γνωστή ως εποχή του επαναϊονισμού. Ήταν μια περίοδος σκοταδιού χωρίς αστέρια ή γαλαξίες, γεμάτη με μια πυκνή ομίχλη αερίου υδρογόνου, έως ότου τα πρώτα αστέρια ιονίσουν το αέριο γύρω τους και το φως αρχίσει να ταξιδεύει μέσα από αυτά. Οι αστρονόμοι έχουν περάσει δεκαετίες προσπαθώντας να εντοπίσουν τις πηγές που εξέπεμπαν ακτινοβολία αρκετά ισχυρή ώστε να απομακρύνουν σταδιακά αυτή την ομίχλη υδρογόνου που κάλυπτε το πρώιμο Σύμπαν.

Το πρόγραμμα Ultradeep NIRSpec and NIRCam ObserVations before the Epoch of Reionization (UNCOVER) (#2561) αποτελείται από απεικονιστικές και φασματοσκοπικές παρατηρήσεις του σμήνους φακών Abell 2744. Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων χρησιμοποίησε τον βαρυτικό φακό από αυτόν τον στόχο, γνωστό και ως σμήνος της Πανδώρας, για να διερευνήσουν τις πηγές της περιόδου επαναϊονισμού του Σύμπαντος. Ο βαρυτικός φακός μεγεθύνει και παραμορφώνει την εμφάνιση των μακρινών γαλαξιών, έτσι ώστε να φαίνονται πολύ διαφορετικοί από εκείνους που βρίσκονται στο προσκήνιο.

Κρίσιμος ο ρόλος των γαλαξιών

«Αυτή η ανακάλυψη αποκαλύπτει τον κρίσιμο ρόλο που έπαιξαν οι εξαιρετικά αχνοί γαλαξίες στην εξέλιξη του πρώιμου Σύμπαντος», δήλωσε το μέλος της ομάδας Iryna Chemerynska του Institut d'Astrophysique de Paris στη Γαλλία. «Παράγουν ιονίζοντα φωτόνια που μετατρέπουν το ουδέτερο υδρογόνο σε ιονισμένο πλάσμα κατά τη διάρκεια του κοσμικού επαναϊονισμού. Αυτό υπογραμμίζει τη σημασία της κατανόησης των γαλαξιών χαμηλής μάζας στη διαμόρφωση της ιστορίας του Σύμπαντος».

Ο επικεφαλής της ομάδας Hakim Atek, επίσης από το Institut d'Astrophysique de Paris και κύριος συγγραφέας της εργασίας περιγράφει αυτό το αποτέλεσμα: «Παρά το μικροσκοπικό τους μέγεθος, αυτοί οι γαλαξίες χαμηλής μάζας είναι παραγωγοί ενεργητικής ακτινοβολίας και η αφθονία τους κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου είναι τόσο σημαντική που η συλλογική τους επιρροή μπορεί να μεταμορφώσει ολόκληρη την κατάσταση του Σύμπαντος».

Για να καταλήξει σε αυτό το συμπέρασμα, η ομάδα συνδύασε πρώτα τα εξαιρετικά ευαίσθητα δεδομένα απεικόνισης του Webb με την απεικόνιση του Abell 2744 από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA/ESA για να επιλέξει εξαιρετικά αμυδρούς πιθανούς γαλαξίες στην εποχή του επαναϊονισμού.