Pomocí nejnovějšího nástroje Hubbleova kosmického spektra (Cosmic Origins Spectrograph, COS) vědci přibili a posílili naše porozumění reionizaci helia v časném vesmíru, čímž objasnili časový rámec před 11,7 až 11,3 miliardami let, kdy vesmír odstranil elektrony z pravěku atomy helia. Hubbleoví vědci říkají, že se jednalo o ekvivalent globálního oteplování, až na to, že v té době vystřelila vlna horka celým časným vesmírem, což inhibovalo růst malých galaxií po dobu téměř 500 milionů let.
Vesmír prošel počáteční vlnou veder před více než 13 miliardami let, když energie z časných masivních hvězd ionizovala studený mezihvězdný vodík z Velkého třesku. Tato epocha se ve skutečnosti nazývá reionizace, protože atomy vodíku byly původně v ionizovaném stavu krátce po začátku vesmíru.
Trvalo další 2 miliardy let, než vesmír vytvořil zdroje ultrafialového záření s dostatkem energie k reionizaci helia vyprodukovaného ve Velkém třesku, který zahříval intergalaktický plyn a bránil mu v gravitačním zhroucení, aby vytvořil nové generace hvězd v některých malých galaxiích. Galaxie o nejnižší hmotnosti nedokázaly ani zadržet plyn a unikly zpět do mezigalaktického prostoru.
Toto záření nepocházelo z hvězd, ale spíše z kvazárů, brilantních jader aktivních galaxií. Ve skutečnosti epocha, kdy bylo hélium reionizováno, odpovídá přechodnému času v historii vesmíru, kdy byly kvasary nejhojnější.
Michael Shull z University of Colorado a jeho tým byli schopni najít spektrální absorpční linie hélia v ultrafialovém světle z kvazaru. Kvazarový maják svítí světlem skrz zasahující mračna jinak neviditelného plynu, jako světlomet prosvítající mlhou. Paprsek umožňuje sondu jádra vzorku mraků plynu rozptýlených mezi galaxiemi v ranném vesmíru.
Byl to nepříjemný čas. Galaxie se často střetávaly, a to zaplavilo superhmotné černé díry v jádrech galaxií s plynoucím plynem. Černé díry zuřivě přeměňovaly část gravitační energie této hmoty na silné daleko ultrafialové záření, které by vyzařovalo z galaxií. To zahřalo mezigalaktické helium z 18 000 stupňů Fahrenheita na téměř 40 000 stupňů. Poté, co bylo hélium reionizováno ve vesmíru, mezigalaktický plyn se znovu ochladil a trpasličí galaxie mohly obnovit normální sestavení.
"Představuji si, že by se mohlo vytvořit ještě několik trpasličích galaxií, kdyby nedošlo k reionizaci heliem," řekl Shull.
Shull a jeho tým zatím mají pouze jeden pohled na měření přeměny helia, ale vědecký tým COS plánuje použít Hubble k pohledu v jiných směrech, aby zjistil, zda k reionizaci helia došlo rovnoměrně napříč vesmírem.
Výsledky vědeckého týmu budou zveřejněny ve 20. vydání časopisu The Astrophysical Journal.
Zdroj: HubbleSite
