Teadlased on ilmselt lõpuks selgusele jõudnud, mis süütas esimese valguse Universumis ajal, mil see oli alles äsja sündinud. Uute James Webbi ning Hubble’i kosmoseteleskoopide andmete põhjal näib, et selle esialgse valguse allikateks olid väikesed, kääbusgalaktikad.
Vesinikuudu hajutajad varases Universumis
Just need kääbusgalaktikad hajutasid uue 2024. aasta veebruaris avaldatud uuringu järgi vesinikust moodustunud udu, mis pärast Suurt Pauku ümbritses tähevahelist ruumi.
„See avastus näitab, kui otsustav roll oli väga nõrkadel galaktikatel Universumi varases arengufaasis,“ selgitab astrofüüsik Iryna Chemerynska Pariisi astrofüüsika instituudist.
„Need kiirgasid ioniseerivat kiirgust, mis muutis neutraalse vesiniku keskkonna ioniseeritud plasmaks ja pani sellega käima kogu Universumi ümberkorraldumise.“
Mis toimus pärast Suurt Pauku?
Vahetult pärast Suurt Pauku oli Universum täidetud kuuma ja tiheda plasmaga. Valgus ei saanud selles keskkonnas vabalt levida, sest vabad elektronid hajutasid seda pidevalt. Umbes 300 000 aastat hiljem, kui temperatuur hakkas langema, hakkasid prootonid ja elektronid ühinema neutraalseteks aatomiteks, peamiselt vesinikuks.
Valgusallikaid sel ajal veel ei olnud. Alles sellest neutraalsest ainest hakkasid tasapisi kujunema esimesed tähed. Nende kiirgus oli sedavõrd võimas, et suutis aatomid uuesti lõhkuda – elektronid rebiti tuumadest lahti ning ümbritsev keskkond muutus taas ioniseeritud plasmaks.
Seda perioodi nimetatakse kosmiliseks reionisatsiooniks – ajajärk, mil Universumist sai valgusele läbipaistev keskkond. Umbes miljardi aasta möödudes oli Universum juba täielikult läbipaistev ning nn kosmiline koit oli lõppenud.
Mis tegelikult käivitas selle ülemineku?
Pikka aega arvati, et tugevamateks ioniseeriva valguse allikateks olid ülirasked mustad augud või suured, aktiivsed galaktikad, mis olid täis äsja sündinud tähti.
Ent uusimad James Webbi kosmoseteleskoobi (JWST) andmed viitavad millelegi hoopis mujale – põhiroll võis kuuluda just väikestele kääbusgalaktikatele.
Rahvusvaheline teadlaste meeskond astrofüüsik Hakim Ateki juhtimisel uuris galaktikaparve Abell 2744. Selle tohutu gravitatsioon toimib omamoodi kosmilise läätsena: see moonutab ja võimendab kaugest minevikust meieni jõudvat valgust.
Tänu sellele said teadlased vaadelda erakordselt kaugeid ja väga nõrku galaktikaid – kääbuseid, milles moodustusid esimesed tähed. Nende spektri analüüs näitas, et neid galaktikaid ei olnud mitte ainult väga palju, vaid need olid ka oluliselt eredamad, kui seni arvati.
Üllatavad arvud
Uuringu järgi oli kääbusgalaktikaid kosmilise koidu ajal suurtest galaktikatest umbes 100 korda rohkem ning nende kogukiirgus oli ligikaudu neli korda suurem.
„Nad kiirgasid enam kui küllaldaselt energiat, et kogu Universumit sisuliselt ümber kujundada,“ ütleb Atek. „Vaatamata oma väiksusele olid need galaktikad tõelised energiapumpad – neid oli nii palju, et nende mõju oli tohutu.“
Need tulemused on seni tugevaim tõend selle kohta, mis tegelikult sütitas Universumis esimese valguse.
Uurimistöö alles algab
Praeguseks on üksikasjalikult analüüsitud vaid üht taeva piirkonda, mistõttu tuleb veel selgeks teha, kas sellised kääbusgalaktikad olid levinud kogu Universumis. Selleks plaanivad teadlased uurida rohkem piirkondi, kus gravitatsiooniliste läätsede efekt aitab kaugeid objekte võimendada.
Siiski avab juba ainuüksi see esimene analüüs täiesti uue vaatenurga sellele, kuidas Universum kujunes.
„Me oleme JWST teleskoobiga sisenenud täiesti uude uurimisruumi,“ märgib Austraalias töötav astrofüüsik Themiya Nanayakkara.
„See uuring tõstatab uusi, põnevaid küsimusi ja aitab teha järjekordse sammu lähemale Universumi alguse mõistmisele.“
