Astronomii care doresc să identifice momentul în care a avut loc reionozarea Universului au găsit unele dintre cele mai timpurii galaxii la aproximativ 800 de milioane de ani după Big Bang. Vârsta unei galaxii a fost confirmată de o semnătură caracteristică hidrogenului neutru la 787 milioane de ani după Big Bang. Constatarea este prima confirmare de vârstă a unei așa-numite galaxii abandonate la acel moment îndepărtat și identifică momentul în care a început probabil epoca de reionizare.
Perioada de reionizare este aproximativ cea mai îndepărtată în timp pe care astronomii o pot observa. Big Bang-ul, cu 13,7 miliarde de ani în urmă, a creat un univers fierbinte și plictisitor. După vreo 400.000 de ani, temperaturile s-au răcit, electronii și protonii s-au unit pentru a forma hidrogen neutru, iar mușca s-a curățat. Cu ceva timp înainte de 1 miliard de ani după Big Bang, hidrogenul neutru a început să formeze stele în primele galaxii, care radiau energie și schimbă hidrogenul înapoi la a fi ionizat. Deși nu este supa groasă de plasmă din perioada anterioară imediat după Big Bang, această formație de stele a început epoca de reionizare.
Astronomii știu că această epocă s-a încheiat la aproximativ 1 miliard de ani după Big Bang, dar când a început a evitat.
Căutăm galaxii „abandonate”, a declarat Masami Ouchi, care a condus o echipă americană și japoneză de astronomi care se uită înapoi la epoca reionizării. „Folosim filtre roșu progresiv care dezvăluie lungimi de undă crescânde ale luminii și observăm ce galaxii dispar sau„ abandon ”a imaginilor realizate cu ajutorul acestor filtre. Galaxii mai vechi, mai îndepărtate, „abandon” ale filtrelor înroșite progresiv și lungimile de undă specifice ne pot spune distanța și vârsta galaxiilor. Ceea ce face acest studiu diferit este că am examinat o zonă care este de peste 100 de ori mai mare decât cele anterioare și, ca urmare, am avut un eșantion mai mare de galaxii timpurii (22) decât sondajele anterioare. În plus, am putut confirma vârsta unei galaxii ”, a continuat el. „Deoarece toate galaxiile au fost găsite folosind aceeași tehnică de abandon, este probabil să aibă aceeași vârstă.”
Echipa lui Ouchi a putut efectua un sondaj atât de mare, deoarece a folosit un filtru personalizat, super-roșu și alte avansuri tehnologice unice în sensibilitatea roșie pe camera largă a telescopului Subaru de 8,3 metri. Și-au făcut observațiile din 2006 până în 2009 în câmpul Subaru Deep and Great Observatories Origins Deep Survey North. Au comparat apoi observațiile lor cu datele culese în alte studii.
Astronomii s-au întrebat dacă universul a suferit reionizarea instantaneu sau treptat în timp, dar, mai important, au încercat să se izoleze când universul a început reionizarea. Măsurarea densității și luminozității galaxiei este esențială pentru calcularea ratelor de formare a stelelor, care spun multe despre ce s-a întâmplat când. Astronomii au analizat ratele de formare a stelelor și viteza cu care a fost ionizat hidrogenul.
Folosind date din studiul lor și alții, ei au stabilit că ratele de formare a stelelor au fost dramatic mai mici de la 800 de milioane de ani la aproximativ un miliard de ani după Big Bang, apoi. În consecință, ei au calculat că rata de ionizare ar fi foarte lentă în acest timp timpuriu, din cauza acestei rate reduse de formare a stelelor.
„Am fost cu adevărat surprinși că rata de ionizare pare atât de scăzută, ceea ce ar constitui o contradicție cu afirmația satelitului WMAP al NASA. S-a ajuns la concluzia că reionizarea a început nu mai târziu de 600 de milioane de ani după Big Bang ”, a remarcat Ouchi. „Credem că această ghicitoare ar putea fi explicată prin rate mai eficiente de producție ionizantă de fotoni în galaxiile timpurii. Formarea stelelor masive poate să fi fost mult mai viguroasă decât în galaxiile de astăzi. Mai puține stele masive produc fotoni mai ionizători decât multe stele mai mici ”, a explicat el.
Cercetarea va fi publicată într-un număr din decembrie al Astrophysical Journal.
Sursa: EurekAlert
