Hubblen uusimmalla työkalulla, Cosmic Origins Spectrograph (COS), tutkijat ovat naulaneet alas ja tehostaneet ymmärrystämme heliumin uudelleenionisoinnista varhaisessa maailmankaikkeudessa selventäen aikataulua 11,7–11,3 miljardia vuotta sitten, kun maailmankaikkeus irrotti elektroneja alkukankaisesta. heliumiatomit. Hubble-tutkijoiden mukaan se vastasi ilmaston lämpenemistä paitsi, että tuolloin koko varhaisen maailmankaikkeuden läpi räjähti lämpöaalto, joka esti pienten galaksien kasvua lähes 500 miljoonan vuoden ajan.
Universumi meni läpi alkuperäisen lämpöaallon yli 13 miljardia vuotta sitten, kun varhaisten massiivisten tähtien energia ionisoi kylmää tähtienvälistä vetyä Suuresta Bangista. Tätä aikakautta kutsutaan itse asiassa uudelleenionisoitumiseksi, koska vetyydyt olivat alun perin ionisoituneessa tilassa pian Universumin alun jälkeen.
Kesti vielä 2 miljardia vuotta, ennen kuin maailmankaikkeus tuotti ultraviolettisäteilylähteitä, joilla oli tarpeeksi energiaa isossa räjähdyksessä tuotetun heliumin uudelleenmuodostamiseksi. Se kuumensi gaalaktisen kaasun ja esti sen painovoimaisesti romahtamasta muodostamaan uusia tähti sukupolvia joissain pienissä galakseissa. Pienimmän massan galaksit eivät edes kyenneet pitämään kaasuaan, ja se pakeni takaisin galaktisten alueiden väliseen avaruuteen.
Tämä säteily ei tullut tähdistä, vaan kvasaareista, aktiivisten galaksien loistavista ytimistä. Itse asiassa aikakausi, jolloin heliumia uudistettiin, vastaa siirtymäaikaa maailmankaikkeuden historiassa, jolloin kvaasareja oli runsaasti.
Michael Shull Coloradon yliopistosta ja hänen tiiminsä löysivät kvasaarin ultraviolettivalossa ilmaisimen heliumin spektrin absorptiolinjat. Kvaasarimajakka paistaa valoa muuten näkymättömän kaasun pilvien läpi, kuten ajovalo, joka paistaa sumua. Palkki mahdollistaa ydinnäytteenottajan varhaisen maailmankaikkeuden galaksien välissä olevista kaasupilvistä.
Se oli rankkaa aikaa. Galaktikot törmäsivät usein, ja tämä tarttui supermassiivisiin mustiin reikiin galaksien ytimessä putoavan kaasun kanssa. Mustat aukot muuttivat raivoisasti osan tämän massan painovoimaenergiasta voimakkaaseen kauko-ultravioletti säteilyyn, joka räjähtää galakseista. Tämä lämmitti galaktienvälisen heliumin 18 000 asteesta Fahrenheitista lähes 40 000 asteeseen. Sen jälkeen kun helium oli uudestaan sopeutunut maailmankaikkeuteen, galaktien välinen kaasu jäähtyi jälleen ja kääpiögalaksit voivat palata normaaliin kokoonpanoon.
"Mielestäni on syntynyt vielä melkoinen joukko kääpiögalakseja, jos heliumin uudelleenistumista ei olisi tapahtunut", Shull sanoi.
Toistaiseksi Shullilla ja hänen joukkueellaan on vain yksi näkölinja mitata heliumin siirtymä, mutta COS-tutkimusryhmä aikoo käyttää Hubblea muihin suuntiin katsomaan, tapahtuiko heliumin uudelleenistuminen yhtenäisesti koko maailmankaikkeudessa.
Tiederyhmän tulokset julkaistaan The Astrophysical Journal -lehden 20. lokakuuta.
Lähde: HubbleSite
