Po stovky milionů let po Velkém třesku byl celý vesmír hustou polévkou s atomy vodíku plující v naprosté temnotě. Tak hustý byl tento kosmický guláš, že ho nemohlo proniknout první světlo z prvních existujících hvězd - vodíková mlha jednoduše absorbovala a rozptýlila hvězdné světlo v kruzích, zachycující vesmír v kosmickém temném věku jako stále více hvězd, galaxií a černé díry pomalu doutnaly k životu.
To se změnilo asi po 500 milionech let, kdy začala velká vesmírná proměna nazvaná epochou reionizace. Jak starověké galaxie rostly stále větší a vyzařovaly silnější energii, začaly spalovat kosmickou mlhu, která je obklopovala rozdělením (nebo ionizací) vodíkových atomů na plazmu volných protonů a elektronů. Najednou mohlo světlo cestovat vesmírem - nejprve skrze „bubliny“ plazmy obklopující velké galaxie, pak dále a dále, jak se více bublin začalo rozšiřovat a překrývat se.
Nyní poprvé astronomové věří, že objevili tři z těch bublin čistících mlhu při práci, které přetvořily vesmír ve skupině galaxií vzdálených 13 miliard světelných let.
Ve studii, která byla představena tento týden na konferenci americké astronomické společnosti v Honolulu a předložena k publikaci v nadcházejícím vydání časopisu The Astrophysical Journal, mezinárodní tým astronomů identifikoval trojici vzdálených galaxií, které, jak se zdá, vyzařují některé z nejranějších světel někdy pozoroval. Skupina galaxií, nazvaná EGS77, se datuje přibližně do 680 milionů let po Velkém třesku (zhruba 5% současného věku vesmíru 13,8 miliard let) a zdá se, že je obklopena třemi překrývajícími se bublinami plazmy - což znamená, že tyto průkopnické galaxie mohly být zachytil akt reionizace jejich rohu vesmíru a ukončení vesmírného temného věku.
„EGS77 vytvořil velkou bublinu, která umožňuje jeho světlu cestovat na Zemi,“ uvedla ve svém sdělení spoluautorka studie Vithal Tilvi, výzkumná pracovník na Arizonské státní univerzitě. "Nakonec se bubliny jako tyto rozrostly kolem všech galaxií a naplnily mezigalaktický prostor, reionizovaly vesmír a uvolnily cestu světlu k cestování vesmírem."
Abychom našli tyto starověké mlhy čistící mlhu, vědci zkoumali malou část prostoru pro přesnou vlnovou délku ultrafialového světla emitovaného nejstaršími hvězdami, známou také jako emise Lyman-alfa. Světlo začíná na vlnové délce 121,6 nanometrů, ale poté, co cestoval po miliardy let napříč rozšiřujícím se vesmírem, se pomalu táhne do blízkého infračerveného rozsahu (700 nanometrů na 1 milimetr), což je snadnější detekovat pomocí dalekohledů Země.
Průzkum odhalil tři překrývající se skvrny vesmíru, které vypadaly, že vyzařují přesné vlnové délky typické pro staré hvězdy ionizující jejich okolí. Tým porovnával tato pozorování s údaji ze dvou dalších dalekohledů a potvrdil, že galaxie byly vzdálené asi 13 miliard světelných let, což z nich učinilo nejvzdálenější skupinu galaxií, jakou kdy byly detekovány, a umístil je přímo na hranici epochy reionizace.
„EGS77 je první galaxií, která byla zachycena při odstraňování této vesmírné mlhy,“ uvedl ve studii spoluautor studie James Rhoads z Goddard Space Flight Center NASA v Greenbeltu v Marylandu.
