Το James Webb έχει πάρει φωτιά και λύνει μυστήρια που απασχολούν την ανθρωπότητα εδώ και δεκαετίες, το ένα μετά το άλλο. Αυτή είναι η καλύτερη απόδειξη πως η τεχνολογία στα χέρια της επιστήμης μπορεί να πάει την ανθρωπότητα πολλά βήματα μπροστά, όταν η χρήση της είναι για καλό σκοπό. Αυτή τη φορά έλυσε ένα από τα μεγάλα μυστήρια που πηγάζει από τα πρώτα στάδια της ζωής του σύμπαντος.
Στα αρχικά του στάδια, το σύμπαν ήταν ένα πολύ σκοτεινό μέρος. Ήταν γεμάτο από υδρογόνο, που σε μεγάλες συγκεντρώσεις μπλοκάρει το φως.
Το πρώτο φως δημιουργήθηκε με τα πρώτα αστέρια που ξεκίνησαν να καίνε το υδρογόνο και να φωτίζουν όταν είχαν γύρω τους. Όλα αυτά έλαβαν χώρα την εποχή του Επανιονισμού.
Πριν όμως το σύμπαν φωτιστεί υπήρξε ένα μυστηριώδες είδος φωτός, που διαπερνούσε το σκοτάδι. Αυτό ήταν Εκπομπές Lyman-alpha. Παρόλο που το πρώιμο Σύμπαν ήταν πολύ σκοτεινό για να ταξιδέψει το φως μέσα από το αδιαφανές αέριο που κυριαρχούσαν σε αυτό, οι αστρονόμοι κατάφεραν να ανιχνεύσουν ορισμένες γραμμές Lyman-Alpha πριν από τα αστέρια που άναψαν στην Εποχή του Επανιονισμού.
Το μεγάλο ερώτημα ήταν η πηγή αυτού του φωτός και έμεινε αναπάντητο για πάρα πολλά χρόνια.
Οι εκπομπές Lyman-alpha συμβαίνουν στο εύρος υπεριώδους φωτός και προέρχονται από άτομα υδρογόνου καθώς τα ηλεκτρόνια τους μεταβαίνουν σε μια συγκεκριμένη ενεργειακή κατάσταση. Οι φασματικές γραμμές Lyman-alpha αποτελούν μέρος αυτού που οι αστρονόμοι αποκαλούν το δάσος Lyman-alpha. Αυτά τα δάση είναι στην ουσία μια σειρά από γραμμές απορρόφησης που προέρχονται από το υδρογόνο σε μακρινά αστρονομικά αντικείμενα. Καθώς το φως τους περνά μέσα από σύννεφα αερίων με διαφορετικές μετατοπίσεις στο κόκκινο, δημιουργεί το δάσος των γραμμών Lyman-alpha.
Προφανώς και ο σκοπός της επιστήμης είναι να δίνει εξηγήσεις για όλα γύρω μας και αυτό το μυστήριο δεν αποτελεί εξαίρεση.
“Η παροχή μιας εξήγησης για την εκπληκτική ανίχνευση του Lyman-alpha σε αυτούς τους πρώιμους γαλαξίες είναι μια σημαντική πρόκληση για εξωγαλαξιακές μελέτες”. γράφουν οι συγγραφείς μιας νέας έρευνας.
Η έρευνα δημοσιεύεται στο Nature Astronomy και μπορεί να έχει βρει την απάντηση. Ο τίτλος του είναι “Αποκρυπτογράφηση της εκπομπής Lyman-alpha βαθιά στην εποχή του επαναιονισμού.” Ο κύριος συγγραφέας είναι ο Callum Witten, ερευνητής στο Kavli Institute for Cosmology στο Πανεπιστήμιο του Cambridge στο Ηνωμένο Βασίλειο.
“Ένα από τα πιο αινιγματικά ζητήματα που παρουσίαζαν οι προηγούμενες παρατηρήσεις, ήταν η ανίχνευση φωτός από άτομα υδρογόνου στο πολύ πρώιμο Σύμπαν, το οποίο θα έπρεπε να μπλοκάρεται από το παρθένο και ουδέτερο αέριο που σχηματίστηκε μετά το Big Bang” Δήλωσε ο Witten στο Δελτίο Τύπου.
“Αρκετές υποθέσεις έχουν προταθεί στο παρελθόν, για να εξηγήσουν την μεγάλη απόδραση αυτής της ανεξήγητης εκπομπής”
Τώρα όμως υπάρχει το James Webb Space Telescope και έχει την ικανότητα να δει τόσο μακριά που φτάνει τις αρχικές ημέρες του Σύμπαντος. Αυτός ήταν άλλωστε και ο βασικός λόγος για την δημιουργία του.
Η ικανότητα του JWST να αισθάνεται τα φωτόνια που απελευθερώνονται από τα αστέρια στους πρώτους γαλαξίες στις αρχές της ζωής του Σύμπαντος, έχει ανοίξει ένα νέο παράθυρο στο πρώιμο Σύμπαν και μας δίνει απαντήσεις σε πολλές μακροχρόνιες ερωτήσεις. Το JWST έχει τόσο την ευαισθησία όσο και τη γωνιακή ανάλυση για να ακολουθεί το αρχαίο φως πίσω στην πηγή του.
“Εδώ, εκμεταλλευόμαστε μοναδικές εικόνες τόσο υψηλής ανάλυσης όσο και υψηλής ευαισθησίας από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb με την Near Infrared Camera για να δείξουμε ότι όλοι οι γαλαξίες σε ένα δείγμα εκπομπών Lyman-alpha με redshift >7 έχουν στενούς συντρόφους,” γράφουν οι ερευνητές στην εργασία τους. Αυτό είναι ένα σημαντικό σημείο με τεράστιες επιπτώσεις.
Οι εικόνες από το JWST, για τον πομπό Lyman-Alpha LAE EGSY8p68 αποκαλύπτουν περισσότερες λεπτομέρειες από προηγούμενες παρατηρήσεις με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Η ικανότητα επίλυσης του JWST αποκαλύπτει μια συστάδα μικρότερων, πιο αμυδρών γαλαξιών γύρω από τους φωτεινούς γαλαξίες στο LAE EGSY8p68 που το Hubble δεν μπορούσε να δει. Η περιοχή είναι μια πολύ πιο ενεργή και = πολυσύχναστη τοποθεσία με πολλούς ενεργούς σχηματισμούς αστεριών.
“Εκεί που το Hubble έβλεπε μόνο έναν μεγάλο γαλαξία, ο Webb βλέπει ένα σμήνος μικρότερων γαλαξιών που αλληλοεπιδρούν και αυτή η αποκάλυψη είχε τεράστιο αντίκτυπο στην κατανόησή μας για την απροσδόκητη εκπομπή υδρογόνου από μερικούς από τους πρώτους γαλαξίες”. είπε ο συν-συγγραφέας της μελέτης Sergio Martin-Alvarez από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ.
Οι πρώτοι γαλαξίες ήταν εξαιρετικοί δημιουργοί αστεριών και ήταν γεμάτοι εκπομπές Lyman-Alpha. Οι περισσότερες εκπομπές μπλοκαρίστηκαν από το αρχέγονο και ουδέτερο υδρογόνο της Μεγάλης Έκρηξης, που γέμιζε τον χώρο μεταξύ των πρώτων γαλαξιών.
Είχαμε λάθος αντίληψη για τον Πρώτο Νόμο του Νεύτωνα, εδώ και ~300 χρόνια
Τι μας λέει ότι οι περισσότεροι εκπομποί Lyman-Alpha (LAE) είναι γαλαξίες με κοντινούς γείτονες;
Σύμφωνα με τους συγγραφείς της μελέτης, οι γαλαξιακές συγχωνεύσεις και η πληθώρα σχηματισμού αστεριών, βρίσκονται πίσω από τις εκπομπές Lyman-Alpha. Όταν οι επιστήμονες της ομάδας έτρεξαν προσομοίωση με τα δεδομένα του James Webb, ήταν μια εικόνα που μοιάζει εντυπωσιακά με την εικόνα που τράβηξε το James Webb, από αλληλοεπιδρώντες γαλαξίες
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν προσομοιώσεις γαλαξιακών συγχωνεύσεων και αλληλεπιδράσεων που ονομάζονται Azahar για να δοκιμάσουν την ιδέα τους. Ο Azahar έδειξε ότι καθώς η αστρική μάζα συγκεντρώθηκε και τα αστέρια σχηματίστηκαν σε αυτούς τους πρώιμους γαλαξίες, συνέβησαν δύο πράγματα.
Τα αστέρια εξέπεμψαν εκπομπές Lyman-alpha και δημιούργησαν φυσαλίδες και κανάλια ιονισμένου υδρογόνου στο ουδέτερο υδρογόνο που μπλοκάρει το φως. Οι φυσαλίδες και τα κανάλια επέτρεψαν τις εκπομπές Lyman-alpha να περάσουν.
Αυτή η έρευνα δείχνει ότι υπήρχαν περισσότερες γαλαξιακές συγχωνεύσεις στο πρώιμο Σύμπαν από όσες μπορούσαμε να δούμε πριν ξεκινήσει το JWST.
Πρακτικά, η δημιουργία των νεαρών άστρων, στο πρώιμο σύμπαν και ο μεγάλος αριθμός αλληλεπιδράσεων μεταξύ τους, ευθύνονται τόσο για την εκπομπή Lyman-Alpha όσο και για την δημιουργία διαδρόμων διαφυγής, από το πυκνό στρώμα υδρογόνου που κυριαρχούσε στο νεαρό Σύμπαν.
Εξωπλανήτες έχουν σταθμεύσει στο ηλιακό μας σύστημα
Με λίγα λόγια, αυτό το μυστηριώδες φως που έβλεπε η επιστημονική κοινότητα εδώ και δεκαετίες, δεν ήταν τίποτα άλλο από εκπομπές Lyman-Alpha που παράγονται από συγχωνεύσεις γαλαξιών ή την γέννηση άστρων. Βέβαια το συγκεκριμένο φως είναι από την γέννηση των πρώτων άστρων του Σύμπαντος και αυτό από μόνο του είναι κάτι ξεχωριστό και εντυπωσιακό.
Η επιστημονική ομάδα δεν έχει τελειώσει ακόμα με το θέμα. Ήδη σχεδιάζει πιο λεπτομερείς παρατηρήσεις γαλαξιών. σε διαφορετικά στάδια συγχώνευσης, ώστε να αναπτύξει ακόμα περισσότερο την θεωρία της.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
