Οι αστρονόμοι που θέλουν να εντοπίσουν πότε έλαβε χώρα η επανένωση του Σύμπαντος, βρήκαν μερικούς από τους πρώτους γαλαξίες περίπου 800 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Η ηλικία ενός γαλαξία επιβεβαιώθηκε από μια χαρακτηριστική ουδέτερη υπογραφή υδρογόνου στα 787 εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang. Το εύρημα είναι η πρώτη επιβεβαίωση ηλικίας ενός λεγόμενου γαλαξία εγκατάλειψης σε εκείνο το μακρινό χρόνο και εντοπίζει όταν ξεκίνησε πιθανότατα η εποχή του ιονισμού.
Η περίοδος ιονικοποίησης είναι περίπου η πλέον μακρινή εποχή που μπορούν να παρατηρήσουν οι αστρονόμοι. Το Big Bang, πριν από 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια, δημιούργησε ένα καυτό, σκοτεινό σύμπαν. Περίπου 400.000 χρόνια αργότερα, οι θερμοκρασίες ψύχθηκαν, τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια ενώθηκαν για να σχηματίσουν ουδέτερο υδρογόνο και η φούσκωμα καθαρίστηκε. Λίγο καιρό πριν από 1 δισεκατομμύριο χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, το ουδέτερο υδρογόνο άρχισε να σχηματίζει αστέρια στους πρώτους γαλαξίες, οι οποίοι εκπέμπουν ενέργεια και άλλαξαν το υδρογόνο σε ιονισμό. Αν και δεν είναι η παχιά σούπα πλάσματος της προηγούμενης περιόδου αμέσως μετά το Big Bang, αυτός ο σχηματισμός αστεριών ξεκίνησε την εποχή του ιονισμού.
Οι αστρονόμοι γνωρίζουν ότι αυτή η εποχή έληξε περίπου 1 δισεκατομμύριο χρόνια μετά το Big Bang, αλλά όταν ξεκίνησε τα έχει αποφύγει.
Αναζητούμε γαλαξίες «εγκατάλειψης», δήλωσε ο Masami Ouchi, ο οποίος οδήγησε μια ομάδα αστρονόμων από την Αμερική και την Ιαπωνία, κοιτάζοντας πίσω την εποχή του ιονισμού. «Χρησιμοποιούμε προοδευτικά πιο κόκκινα φίλτρα που αποκαλύπτουν αυξανόμενα μήκη κύματος φωτός και παρακολουθούμε από τους οποίους οι γαλαξίες εξαφανίζονται ή« πέφτουν »εικόνων που γίνονται χρησιμοποιώντας αυτά τα φίλτρα. Οι παλαιότεροι, πιο απομακρυσμένοι γαλαξίες «σταγόνα» σταδιακά πιο κόκκινα φίλτρα και τα συγκεκριμένα μήκη κύματος μπορούν να μας πουν την απόσταση και την ηλικία των γαλαξιών. Αυτό που κάνει αυτή τη μελέτη διαφορετική είναι ότι εξετάσαμε μια περιοχή που είναι πάνω από 100 φορές μεγαλύτερη από τις προηγούμενες και, ως εκ τούτου, είχαμε ένα μεγαλύτερο δείγμα πρώιμων γαλαξιών (22) από τις προηγούμενες έρευνες. Επιπλέον, καταφέραμε να επιβεβαιώσουμε την ηλικία ενός γαλαξία », συνέχισε. "Δεδομένου ότι όλοι οι γαλαξίες βρέθηκαν χρησιμοποιώντας την ίδια τεχνική εγκατάλειψης, είναι πιθανό να είναι η ίδια ηλικία."
Η ομάδα του Ouchi κατάφερε να πραγματοποιήσει μια τόσο μεγάλη έρευνα, επειδή χρησιμοποίησε ένα προσαρμοσμένο, εξαιρετικά κόκκινο φίλτρο και άλλες μοναδικές τεχνολογικές εξελίξεις στην ευαισθησία του κόκκινου στην κάμερα ευρείας περιοχής του Τηλεσκοπίου Subaru 8,3 μέτρων. Έκαναν τις παρατηρήσεις τους από το 2006 έως το 2009 στο πεδίο Subaru Deep Field και το Great Observatories Origins Deep Survey North. Στη συνέχεια συνέκριναν τις παρατηρήσεις τους με δεδομένα που συγκεντρώθηκαν σε άλλες μελέτες.
Οι αστρονόμοι αναρωτήθηκαν αν το σύμπαν υποβλήθηκε σε επανα ιονισμό στιγμιαία ή σταδιακά με την πάροδο του χρόνου, αλλά το πιο σημαντικό, προσπάθησαν να απομονωθούν όταν το σύμπαν άρχισε να επανα-ιονικοποίηση. Οι μετρήσεις πυκνότητας και φωτεινότητας του Γαλαξία είναι το κλειδί για τον υπολογισμό των ποσοστών σχηματισμού αστεριών, που λένε πολλά για το τι συνέβη όταν. Οι αστρονόμοι εξέτασαν τους ρυθμούς σχηματισμού αστεριών και τον ρυθμό ιονισμού του υδρογόνου.
Χρησιμοποιώντας δεδομένα από τη μελέτη τους και άλλους, διαπίστωσαν ότι τα ποσοστά σχηματισμού αστεριών ήταν δραματικά χαμηλότερα από 800 εκατομμύρια χρόνια σε περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά το Big Bang, μετά στη συνέχεια. Κατά συνέπεια, υπολόγισαν ότι ο ρυθμός ιονισμού θα ήταν πολύ αργός κατά τη διάρκεια αυτής της πρώιμης περιόδου, λόγω αυτού του χαμηλού ρυθμού σχηματισμού αστεριών.
«Ήμασταν πραγματικά έκπληκτοι που ο ρυθμός ιονισμού φαίνεται τόσο χαμηλός, πράγμα που θα αποτελούσε αντίφαση με τον ισχυρισμό του δορυφόρου WMAP της NASA. Κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η επανένωση ξεκίνησε το αργότερο 600 εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang », σχολίασε ο Ouchi. «Πιστεύουμε ότι αυτό το αίνιγμα μπορεί να εξηγηθεί από αποτελεσματικότερους ρυθμούς παραγωγής φωτονίων ιονισμού στους πρώτους γαλαξίες. Ο σχηματισμός τεράστιων αστεριών μπορεί να ήταν πολύ πιο έντονος από ότι στους σημερινούς γαλαξίες. Λιγότερα, τεράστια αστέρια παράγουν περισσότερα ιονίζοντα φωτόνια από πολλά μικρότερα αστέρια », εξήγησε.
Η έρευνα θα δημοσιευθεί σε τεύχος Δεκεμβρίου του Astrophysical Journal.
Πηγή: EurekAlert
