[/caption]
Astronomai, norintys tiksliai nustatyti, kada įvyko Visatos rejonozacija, maždaug 800 milijonų metų po Didžiojo sprogimo rado kai kurias ankstyviausias galaktikas. 22 ankstyvosios galaktikos buvo rastos naudojant metodą, kuris ieško tolimų raudonojo poslinkio šaltinių, kurie išnyksta arba „išnyksta“ esant tam tikram bangos ilgiui. Vienos galaktikos amžius buvo patvirtintas būdingu neutraliu vandenilio ženklu praėjus 787 milijonams metų po Didžiojo sprogimo. Šis radinys yra pirmasis vadinamosios iškritusios galaktikos amžiaus patvirtinimas tuo tolimu metu ir tiksliai nurodo, kada greičiausiai prasidėjo rejonizacijos epocha.
Reionizacijos laikotarpis yra maždaug tolimiausias laikas, kurį astronomai gali stebėti. Prieš 13,7 milijardo metų įvykęs Didysis sprogimas sukūrė karštą, miglotą visatą. Praėjus maždaug 400 000 metų, temperatūra atvėso, elektronai ir protonai susijungė, kad susidarytų neutralus vandenilis, o dėmė išsivalė. Praėjus 1 milijardui metų po Didžiojo sprogimo, neutralus vandenilis pirmosiose galaktikose pradėjo formuoti žvaigždes, kurios spinduliavo energiją ir vėl pakeitė vandenilį į jonizuotą. Nors tai nebuvo tiršta ankstesnio laikotarpio plazmos sriuba iškart po Didžiojo sprogimo, šis žvaigždžių formavimasis pradėjo rejonizacijos epochą.
Astronomai žino, kad ši era baigėsi praėjus maždaug 1 milijardui metų po Didžiojo sprogimo, bet kada ji prasidėjo, jie nepastebėjo.
Mes ieškome „iškritusių“ galaktikų“, – sakė Masami Ouchi, vadovavęs JAV ir Japonijos astronomų grupei, žvelgiančiai į reionizacijos epochą. „Naudojame laipsniškai raudonesnius filtrus, kurie atskleidžia didėjančius šviesos bangos ilgius ir stebime, kurios galaktikos išnyksta iš vaizdų, padarytų naudojant tuos filtrus, arba „išnyksta“. Senesnės, tolimesnės galaktikos „išnyksta“ vis raudonesni filtrai ir specifiniai bangos ilgiai gali mums pasakyti apie galaktikų atstumą ir amžių. Šis tyrimas skiriasi tuo, kad apžiūrėjome plotą, kuris yra daugiau nei 100 kartų didesnis nei ankstesnės, ir dėl to turėjome didesnę ankstyvųjų galaktikų imtį (22) nei ankstesnių tyrimų metu. Be to, galėjome patvirtinti vienos galaktikos amžių“, – tęsė jis. „Kadangi visos galaktikos buvo rastos naudojant tą pačią iškritimo techniką, tikėtina, kad jos yra tokio pat amžiaus.
„Ouchi“ komandai pavyko atlikti tokią didelę apklausą, nes 8,3 metro „Subaru“ teleskopo plataus lauko kameroje jie panaudojo pagal užsakymą pagamintą itin raudoną filtrą ir kitus unikalius raudonos spalvos jautrumo technologinius pasiekimus. Jie savo stebėjimus atliko 2006–2009 m. „Subaru Deep Field“ ir „Great Observatories Origins Deep Survey North“ laukuose. Tada jie palygino savo stebėjimus su duomenimis, surinktais kitų tyrimų metu.
Astronomai domėjosi, ar Visata reionizavosi akimirksniu, ar palaipsniui laikui bėgant, bet dar svarbiau, kad jie bandė atskirti, kada visata pradėjo rejonizaciją. Galaktikos tankio ir ryškumo matavimai yra labai svarbūs skaičiuojant žvaigždžių susidarymo greitį, kuris daug pasako apie tai, kas atsitiko kada. Astronomai ištyrė žvaigždžių formavimosi greitį ir vandenilio jonizacijos greitį.
Naudodami savo ir kitų tyrimų duomenis, jie nustatė, kad žvaigždžių formavimosi greitis buvo žymiai mažesnis – nuo 800 milijonų metų iki maždaug vieno milijardo metų po Didžiojo sprogimo ir po to. Atitinkamai, jie apskaičiavo, kad šiuo ankstyvuoju laikotarpiu jonizacijos greitis bus labai lėtas dėl šio mažo žvaigždžių susidarymo greičio.
„Mes tikrai nustebome, kad jonizacijos greitis atrodo toks mažas, o tai prieštarautų NASA WMAP palydovo teiginiui. Buvo padaryta išvada, kad reionizacija prasidėjo ne vėliau kaip po 600 milijonų metų po Didžiojo sprogimo“, – pažymėjo Ouchi. „Manome, kad ši mįslė gali būti paaiškinta efektyvesniu jonizuojančių fotonų gamybos greičiu ankstyvosiose galaktikose. Masyvių žvaigždžių formavimasis galėjo būti daug aktyvesnis nei šiandieninėse galaktikose. Mažiau masyvių žvaigždžių gamina daugiau jonizuojančių fotonų nei daugelis mažesnių žvaigždžių“, – aiškino jis.
Tyrimas bus paskelbtas gruodžio mėnesio „Astrophysical Journal“ numeryje.
Šaltinis: EurekAlert
