Webbův dalekohled řeší kosmologickou záhadu: Co reionizovalo mladý vesmír?

Vesmírný dalekohled Jamese Webba se podílí i na výzkumu základních otázek kosmologie, které souvisejí se vznikem a vývojem našeho vesmíru. Týká se to i reionizace mladého vesmíru, která představuje jednu z velkých záhad soudobé kosmogie. Webbův dalekohled je podle všeho na dobré cestě k řešení.

Prakticky veškerá hmota ve vesmíru, kterou pozorujeme, není v neutrálním, nýbrž v ionizovaném stavu. V dávných dobách na úsvitu vesmíru proběhlo cosi, co přeměnilo do té doby neutrální plyn vyplňující vesmír na ionizované plazma. Kosmologové tuto událost nazývají „éra reionizace“ a obvykle ji kladou do období prvních pár set milionů let po Velkém třesku.

Co bylo zdrojem pro reionizaci vesmíru?

Jedna z hypotéz vysvětlujících reionizaci zahrnuje záři kvazarů, nesmírně zářivých center mladých galaxií, v nichž supermasivní černá díra lačně hltá hmotu. Záření kvazarů by sice mohlo zařídit reionizaci, problém je ale v tom, že kvazary jsou relativně vzácné a jejich množství by na reionizaci nestačilo.

Další možnost představuje záření ohromného množství hvězd v mladých galaxiích, kde se hvězdy rodí jako na běžícím pásu. Takové záření by sice reionizovalo jen okolní vesmír, ale galaxií bylo v mladém vesmíru tolik, že by to na celkovou reionizaci nejspíše stačilo. Fungovalo by to ale jedině tehdy, pokud by z galaxií unikal dostatek vysokoenergetického záření, které je schopné vyvolat ionizaci plynu v mezigalaktickém prostoru.

Jeden tým astronomů, kteří pracují s Webbovým dalekohledem, zkoumá právě tuto drhou hypotézu. Pozorují galaxie ve velmi mladém vesmíru a zjišťují, jak kompaktní je jejich struktura a jak intenzivně se v nich rodí nové hvězdy. Na základě těchto pozorování a porovnání s bližšími galaxiemi odhadují, kolik z nich uniká vysokoenergetického záření.

TIP: Dalekohled Jamese Webba objevil rekordně vzdálenou galaxii z počátku vesmíru

Odborný časopis Astronomy & Astrophysics brzy zveřejní jejich první výsledky, ze kterých vyplývá, že z raných galaxií „prosakuje“ přibližně 12 procent vysokoenergetických fotonů z celkového množství, které v těchto galaxiích vzniká. Shodou okolností je to právě tolik, kolik by bylo třeba pro reionizaci celého mladého vesmíru v kosmologicky krátkém čase. Výsledky ještě bude nutné důkladně ověřit, ale zatím se zdá, že řešení záhady reionizace je téměř na dosah.