Kosmická prázdnota obsahuje méně galaxií, než se očekávalo, což, ironicky, ztěžuje průchod světla
Podle Teorie velkého třesku kosmologie, vesmír začal zhruba před 13,8 miliardami let, když se veškerá hmota ve vesmíru začala rozpínat z jediného bodu nekonečné hustoty. Během několika příštích miliard let se základní síly vesmíru začaly od sebe oddělovat a vznikaly subatomární částice a atomy. Časem se zformovaly tyto první hvězdy a galaxie, které daly vzniknout rozsáhlé struktuře vesmíru.
Avšak teprve zhruba 1 miliardu let po velkém třesku se vesmír začal stávat průhledným. Přibližně před 12 miliardami let byl mezigalaktický prostor naplněn plynem, který byl mnohem méně průhledný než nyní, s různými místy. K vyřešení toho, proč tomu tak bylo, tým astronomů nedávno použil největší dalekohled světa hledat galaxie mladých hvězd v obrovském prostoru.
Nedávno se objevila studie, která podrobně popisuje jejich zjištěníThe Astrophysical Journalpod názvem ' Důkazy pro rozsáhlé fluktuace v metagalaktickém ionizujícím pozadí poblíž rudého posuvu šest “. Studii vedl George D. Becker, profesor astrofyziky na University of California Riverside, a zahrnoval členy z University of California, Los Angeles (UCLA) a University of California, Santa Barbara (UCSB).
Tato ilustrace ukazuje vývoj vesmíru, od velkého třesku nalevo po moderní dobu napravo. Kredit: NASA
V zájmu své studie tým použil Teleskop Subaru – největší dalekohled světa, umístěný na Observatoře Mauna Kea na Havaji – prozkoumat prostor o velikosti 500 milionů světelných let, jak existoval před zhruba 12 miliardami let. Na základě těchto dat tým zvažoval dva možné modely, které by mohly vysvětlit rozdíly v průhlednosti, které astronomové pozorovali během této kosmické epochy.
Na jedné straně, pokud by tato oblast obsahovala malý počet galaxií, tým by dospěl k závěru, že počáteční světlo nemůže mezigalaktickým plynem proniknout příliš daleko. Na druhou stranu, pokud by obsahovala neobvykle velký počet galaxií, znamenalo by to, že se tato oblast za posledních několik set milionů let výrazně ochladila. Před svými pozorováními Beck a jeho tým očekávali, že zjistí, že to bylo to druhé.
Zjistili však, že tato oblast obsahuje mnohem méně galaxií, než se očekávalo – což naznačuje, že neprůhlednost oblasti byla způsobena nedostatkem světla hvězd. Jak Steven Furlanetto, profesor astronomie z UCLA a spoluautor výzkumu, vysvětlil v nedávném UCLA tisková zpráva :
„Byl to vzácný případ v astronomii, kdy dva konkurenční modely, z nichž oba byly svým způsobem přesvědčivé, nabízely přesně opačné předpovědi a my jsme měli štěstí, že tyto předpovědi byly testovatelné... Není to tak, že by neprůhlednost byla příčinou nedostatku galaxií. Místo toho je to naopak.'
Kromě řešení trvalé záhady v astronomii má tato studie také důsledky pro naše chápání toho, jak se vesmír vyvíjel v průběhu času. Podle našich současných kosmologických modelů je období, které se odehrálo zhruba 380 000 t0 150 milionů let po velkém třesku, známé jako „doba temna“. Většina fotonů ve vesmíru v této době interagovala s elektrony a protony, což znamená, že záření z tohoto období je našimi současnými přístroji nedetekovatelné.
Asi 1 miliardu let po Velkém třesku se však zformovaly první hvězdy a galaxie. Dále se předpokládá, že ultrafialové světlo z těchto prvních galaxií naplnilo vesmír a umožnilo plynu v hlubokém vesmíru zprůhlednit. Astronomové došli k závěru, že by k tomu došlo dříve v oblastech s více galaxiemi, a proto existují rozdíly v průhlednosti.
Stručně řečeno, pokud by více ultrafialového záření z galaxií vedlo k větší průhlednosti v raném vesmíru, pak by existence menšího počtu blízkých galaxií způsobila, že by určité oblasti byly temnější. V budoucnu Becker a jeho tým doufají, že budou dále studovat tuto oblast vesmíru a další jemu podobné v naději, že odhalí vodítka o tom, jak první galaxie osvětlovaly vesmír během tohoto raného období, což zůstává v tuto chvíli předmětem zkoumání. .
Očekává se také, že tento výzkum vrhne více světla na to, jak se raný vesmír vyvíjel, a postupně dal vzniknout tomu, který známe dnes. A jak jsou nástroje nové generace schopny sondovat hlouběji do vesmíru (a tedy i dále zpět v čase), možná pochopíme, jak se existence, jak ji známe, celá odvíjela.
Další čtení: UCLA , The Astrophysical Journal