Jak wyglądał okres w historii Wszechświata znany jako „Kosmiczne Południe”?
Astronomowie przyjrzeli się bliżej okresowi historii Wszechświata znanemu jako „Kosmiczne Południe” („Cosmic Noon”) – czasu, kiedy galaktyki były najbardziej aktywne, powstawało najwięcej gwiazd i czarne dziury rosły najszybciej.
Astronomowie z Rutgers University-New Brunswick, w ramach nowego badania, przeanalizowali lepiej okres życia Wszechświata znany jako „Kosmiczne Południe” – około 2 do 3 miliardów lat po Wielkim Wybuchu – odkryli, że niezwykła klasa galaktyk doświadczyła pierwszego wzmożonego formowania się gwiazd.
Naukowcy podkreślają, że odkrycie to ważne, ponieważ pomoże odpowiedzieć na pytania dotyczące wzrostu i ewolucji galaktyk, przedstawiając wczesne etapy ich rozwoju i ogólną historię Wszechświata. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie The Astrophysical Journal Letters.
Aby lepiej poznać „Kosmiczne Południe” – okres w historii Wszechświata uważany za szczytową erę rozwoju galaktyk – astronomowie wykorzystali zaawansowane techniki obrazowania i uczenia maszynowego. Dzięki analizom dowiedzieli się więcej o powstawaniu gwiazd w starożytnych galaktykach znanych jako emitery-alfa Lymana (Lyman alpha-emitters – LAE).
LAE to galaktyki, które świeciły niezwykle jasno, ponieważ trwało w nich aktywne formowanie się gwiazd. Światło ultrafioletowe zwane „Lyman Alpha” było przekształcane w światło widzialne w miarę rozszerzania się Wszechświata, dzięki czemu obiekty tego typu można obserwować z Ziemi. LAE są niezwykle stare, ich wiek szacowany jest na ponad 12 miliardów lat, badanie ich może pomóc naukowcom zrozumieć wczesny Wszechświat.
„LAE zostały zidentyfikowane jako protoplaści typowych współczesnych galaktyk, takich jak nasza Droga Mleczna. Teraz, gdy wiemy, kiedy po raz pierwszy uformowały się w nich gwiazdy, pomoże na nam to zrozumieć historię powstania naszej galaktyki” – mówi Nicole Firestone z Rutgers University-New Brunswick.
Pierwotnym założeniem badania starożytnych galaktyk było zrozumienie, jak wyglądała Droga Mleczna, gdy po raz pierwszy zaczęła formować gwiazdy. Wcześniejsze analizy wykazały, że LAE rosły i ewoluowały, aż upodobniły się do dzisiejszych obiektów tego typu.
„Do tej pory pozostawało otwartą kwestią, czy spojrzeliśmy wystarczająco daleko w przeszłość, aby znaleźć punkty, w którym zaczęła się powstawać Droga Mleczna i galaktyki do niej podobne” – twierdzi Eric Gawiser z Rutgers University-New Brunswick.
Naukowcy od dawna zastanawiali się, czy LAE to galaktyki doświadczające pierwszego wzmożonego formowania się gwiazd, czy też są to starsze obiekty, które po okresie bezczynności znów produkują gwiazdy. Zdaniem badaczy, to rozróżnienie mało kluczowe znaczenie dla zrozumienia ewolucji galaktyk.
„Po raz pierwszy udało nam się jednoznacznie wykazać, że większość LAE doświadcza pierwszego wzmożonego czasu formowania się w nich gwiazd i zawierają one tylko młode obiekty tego typu” – podkreśla Nicole Firestone.
W ramach badania wykorzystano dane z projektu ODIN (One-hundred-deg2 DECam Imaging in Narrowbands). Przegląd nieba wykonywany był za pomocą Dark Energy Camera w Cerro Tololo Inter-American Observatory w Chile. Kamera ta rejestruje specjalistyczne obrazy odległego Wszechświata na dużym obszarze nieba.
Badanie wykazało, że 95 prof. LAE znajduje się w szczytowym okresie formowania się w nich gwiazd. Wynik ten potwierdza, że obiekty te znajdują się na kluczowym wczesnym etapie rozwoju, pomagając naukowcom zrozumieć historię i procesy związane z tworzeniem się galaktyk.
„To odkrycie pomaga nam zrozumieć, jak wyglądała nasza własna galaktyka Drogi Mlecznej, gdy po raz pierwszy zaczęła formować gwiazdy” – podsumowuje Eric Gawiser.
Emil Gołoś
