Megoldották a korai Univerzum egyik nagy rejtélyét

A Hubble-űrtávcső legújabb felvételein előbukkantak azok az ősi galaxisok, amelyek legyártották a fiatal Világegyetem csillagait.

A Hubble-űrtávcső most közölt képein hemzsegnek a kis méretű, szabálytalan alakú galaxisok. Ilyen volt az Univerzum 10 milliárd évvel ezelőtt, azaz 3,7 milliárd évvel a kezdet (Big Bang) után:

A bekarikázott objektumok nagyobb méretben a kép jobb oldalán láthatók. A kép nagyobb méretben a Hubble-űrtávcső honlapján, itt tekinthető meg. Forrás: Origo

Korábban készültek már ennél – azaz tízmilliárd fényévnél – távolabb lévő objektumokat mutató felvételek is, ám azokon csak a legfényesebb galaxisok látszottak. Az új megfigyelések lényege, hogy végre előbukkantak a halványabbak, amelyek létezését már régóta feltételezték a csillagászok.

A képeken látható szabálytalan alakú, néhány ezer fényév átmérőjű (egyenként a Tejútrendszer tömegének maximum 10 százalékát kitevő) égitestek alapvető fontosságúak a korai Univerzum fejlődésében, ugyanis heves csillagkeletkezés zajlik (zajlott) bennük. A fiatal csillagok miatt ezek a galaxisok az ultraibolya tartományban sugároznak intenzíven, ezért a Hubble ultraibolya detektorával figyelték meg őket. A képeken pedig már az emberi szem számára is látható kék színt társították hozzájuk.

A Hubble megfigyeléseit egy természeti jelenség, az úgynevezett gravitációslencse-hatás is segítette. A Föld körül keringő űrtávcső és a távoli galaxisok között ugyanis egy nagy tömegű galaxishalmaz (Abell 1689) helyezkedik el, amelynek gravitációs tere felerősítette a mögüle érkező halvány objektumok fényét, képüket pedig eltorzította, ezért látjuk sokukat hosszúkásnak.

A kis kék galaxisokból körülbelül százszor annyi van a vizsgált égterületen, mint nagyobb, fényesebb társaikból. Eddig csak az utóbbiakat, azaz csak a jéghegy csúcsát érzékelték a műszerek. Ha 10 milliárd évvel ezelőtt az egész Világegyetemben ehhez hasonló volt a galaxisok eloszlása, akkor kijelenthető, hogy a csillagok zöme a kis galaxisokban keletkezett.

A felfedezés segít megérteni az úgynevezett reionizáció jelenségét is. A 13,7 milliárd éve történt Big Bang után táguló Univerzumban először egy sötét időszak köszöntött be, mert ekkor még nem voltak fényforrások, még egyetlen csillag sem világított. Ez az időszak 200 millió évig tarthatott. A teret kitöltő hidrogén és hélium semleges gáz formájában oszlott el, de már ekkor is kisebb csomókat alkothatott (amelyek mellett a láthatatlan tömeg is egyenetlenül rendeződött el).

Ezekből a csomókból alakultak ki az első galaxisok, és az anyag sűrűsödése révén ezekben keletkeztek az első csillagok. Amikor utóbbiak „begyulladtak”, sugárzásuk ionizálta a csillagközi teret kitöltő hidrogéngázt. Ezt nevezik reionizációs időszaknak, mivel ekkor ionizálódott ismét a hidrogén jelentős része a Világegyetemben (nem sokkal a Big Bang után volt már egyszer ionizált állapotban az anyag). A reionizáció tette átlátszóvá az Univerzumot a fény számára, ekkortól lehet csillagászati megfigyeléseket végezni.