Tämä löytö, joka on tehty James Webb -avaruusteleskoopin avulla, kyseenalaistaa ymmärryksemme universumin kehityksestä. Galaksi, joka sijaitsee punasiirtymässä 13, säteilee vetyä, joka normaalisti imeytyy aikakauden kosmiseen sumuun. Tieteilijöitä kiinnostaa tämä odottamaton havainto.
Syväavaruudesta tuleva punainen piste, joka hämmentää tiedemiehiä.
JADES-GS-z13-1:ssä havaittu Lyman-alpha -säteily on harvinainen ilmiö niin varhaisessa aikakaudessa. Tämä valo, jonka tuottavat vetyatomit, estetään tavallisesti nuoren universumin neutraalista kaasusta. Sen läsnäolo viittaa siihen, että reionisaatioprosessi, joka on hävittänyt tämän sumeuden, olisi voinut alkaa aiemmin kuin odotettiin.
Tutkijat käyttivät Webb-teleskoopin NIRSpec-instrumenttia galaksin etäisyyden vahvistamiseen. Spektroskooppiset tiedot paljastivat punasiirtymän 13,0, mikä vastaa aikakautta, jolloin universumilla oli vain 330 miljoonaa vuotta. Tämä tarkkuus avaa uusia näkökulmia varhaisten galaksien tutkimukseen.
Nykyinen teoria osoittaa, että neutraali vetyhumu estää tämän ultraviolettivalon leviämisen. Silti JADES-GS-z13-1 on onnistunut säteilemään selkeän valosignaalin. Tämä poikkeama voisi viitata massiivisten tähtien tai aktiivisen galaktisen ytimen olemassaoloon, jotka pystyvät ionisoimaan ympäristönsä nopeammin.
Tämän löydön vaikutukset ovat laajat. Se voisi johtaa nykyisten kosmologisten mallien tarkistamiseen. Astronomit pohtivat nyt, että reionisaatioaika olisi voinut olla lyhyempi tai dynaamisempi kuin aiemmin on myönnetty.
Tämä tutkimus, julkaistu lehdessä Nature, merkitsee käännekohtaa ymmärryksessämme primordiaalisesta universumista. James Webb -teleskooppi jatkaa yllätyksien paljastamista, todistaen sen merkityksen avaruuden ja ajan äärirajojen tutkimisessa.
Mikä on punasiirtymä?
Punasiirtymä, tai redshift, on fysiikan ilmiö, jossa kosmisen objektin valo venyy punaisemmille aallonpituuksille universumin laajenemisen vuoksi. Mitä kauempana objekti on, sitä suurempi sen punasiirtymä on.
Tämä käsite on ratkaiseva etäisyyksien mittaamisessa universumissa. Se mahdollistaa astronomien määrittää, milloin he havainnoivat galakseja. Punasiirtymä 13, kuten JADES-GS-z13-1:llä, viittaa havaintoon, joka on hyvin lähellä Big Bangia.
Punasiirtymä on myös työkalu universumin kehityksen tutkimiseen. Analysoimalla kaukaisten galaksien valoa tieteilijät voivat rekonstruoida kosmista historiaa ja ymmärtää, miten rakenteet ovat muodostuneet.
Mikä on Lyman-alpha -säteily?
Lyman-alpha -säteily on erityinen spektriviiva, joka syntyy, kun vetyatomien elektronit siirtyvät korkeammalta energiatason alhaisemmalle tasolle. Sitä käytetään usein nuorten galaksien ja kvasaareiden havaitsemiseen.
Primordiaalisessa universumissa tämä säteily imeytyi neutraaliin vetyhumuun. Sen havaitseminen JADES-GS-z13-1:ssä on siis yllättävää, koska se viittaa siihen, että ympäröivä vety oli jo ionisoitunut.
Tämä havainto avaa kysymyksiä varhaisen ionisaation mekanismeista. Se voisi viitata äärimmäisen voimakkaisiin energialähteisiin, kuten varhaisiin tähtiin tai supermassiivisiin mustiin aukkoihin, jotka pystyvät läpäisemään kosmisen sumeuden.