Cine a aprins lumina în Univers? Oamenii de știință, pe cale să descopere, cu ajutorul JWST, cum a „dispărut” întunericul

Timp de decenii, oamenii de știință au încercat să răspundă la o întrebare esențială despre Universul timpuriu: ce a cauzat tranziția de la întunericul primordial la un cosmos strălucitor, transparent?

Acum, un studiu internațional condus de astrofizicianul Hakim Atek, folosind datele oferite de telescopul spațial James Webb (JWST) și sprijinit de observațiile de la Hubble, a identificat principalul factor responsabil pentru „aprinderea luminilor” în Universul timpuriu: galaxiile pitice, scrie Science Alert.

Ce s-a aflat cu ajutorul James Webb și Hubble?

Potrivit cercetării publicate în februarie 2024 în revista Nature, aceste galaxii extrem de mici și slab luminoase, dar extrem de numeroase, au avut un rol esențial în procesul de reionizare cosmică, momentul în care Universul a devenit din nou transparent pentru radiația luminoasă.

După Big Bang, Universul era, practic, un amestec dens și fierbinte de particule ionizate. În această stare, lumina nu putea călători liber, deoarece era împrăștiată constant de electronii liberi.

Abia după circa 300.000 de ani, când protonii și electronii au început să formeze atomi de hidrogen neutru, mediul cosmic a devenit mai „clar”, dar tot lipsit de surse luminoase.

Primele stele s-au format din acest gaz neutru, iar lumina lor intensă a început să reionizeze materia, adică să elibereze din nou electronii din atomii de hidrogen.

Acest proces, numit reionizare, s-a încheiat aproximativ la un miliard de ani după Big Bang. Însă rămânea întrebarea: ce sursă de lumină a fost suficient de puternică pentru a face acest lucru la scară cosmică?

Până recent, teoriile cele mai răspândite indicau galaxiile mari și găurile negre active drept candidați principali. Noile date oferite de JWST schimbă însă această perspectivă.

Mic, dar puternic – cum au dominat galaxiile pitice zorii Universului

Echipa condusă de Hakim Atek a analizat regiunea cerului din jurul roiului galactic Abell 2744, un conglomerat masiv care acționează ca o lentilă gravitațională.

Acest efect natural a permis observarea unor galaxii îndepărtate, prea slabe pentru a fi detectate altfel. Spectrele obținute cu JWST au arătat că aceste galaxii pitice erau nu doar abundente, ci și surprinzător de luminoase în radiații ionizante.

Analiza a indicat că pentru fiecare galaxie mare, există aproximativ 100 de galaxii pitice. Iar în total, radiația lor ionizantă este de patru ori mai mare decât cea emisă de galaxiile mari.

În cuvintele lui Atek, „aceste surse aparent modeste generează suficientă energie pentru a reioniza întregul Univers.”

Pentru moment, rezultatele se bazează pe o singură regiune a cerului, astfel că cercetătorii vor continua să analizeze și alte zone afectate de lentile gravitaționale pentru a confirma dacă galaxiile pitice au avut un rol generalizat în această perioadă.

Totuși, descoperirea marchează un progres semnificativ în înțelegerea epocii cosmice timpurii. După cum spune astrofizicianul Themiya Nanayakkara, „ne aflăm acum pe un teren complet nou cu JWST. Această descoperire deschide calea către noi întrebări despre originile noastre cosmice”.