Tik atsiradusi Visatos medžiaga buvo jonizuota – elektronai lakstė laisvai nuo protonų ar kitų branduolių. Praėjus 330 tūkstančių metų nuo Didžiojo sprogimo, įvyko rekombinacija, elektronai su protonais susijungė ir medžiaga tapo neutrali. Vėliau, per pirmąjį milijardą metų, įvyko rejonizacija – tarpgalaktinę erdvę vėl užpildė jonizuotos dujos.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Kada tiksliai rejonizacija prasidėjo ir koks buvo pagrindinis jonizuojančios spinduliuotės šaltinis, iki šiol nėra aišku. Egzistuoja dvi pagrindinės hipotezės: arba jonizavo masyvios žvaigždės, greičiausiai mažose galaktikose, arba aktyvūs galaktikų branduoliai didelėse.
Nauji Jameso Webbo teleskopo stebėjimai padės susigaudyti, kiek santykinai svarbūs šie šaltiniai. Stebėtas buvo dangaus lopinėlis aplink ypatingai ryškų ypatingai tolimą kvazarą SDSS J0100+2802. Jo šviesa iki mūsų keliauja 12,8 milijardo metų; kitaip tariant, jį matome iš laikų, kai Visata buvo 800 milijonų metų amžiaus.
Kvazaro spinduliuotė, iki pasiekdama mus, praėjo pro daugybę dujų debesų ir tarpgalaktinės medžiagos, kuri ją šiek tiek sugėrė. Skirtingais atstumais esančios dujos sugėrė skirtingo bangos ilgio spinduliuotę, mat spinduliuotė tolygiai raudonavo dėl Visatos plėtimosi. Taigi stebėdami kvazarą ir regioną aplink jį, mokslininkai galėjo nustatyti, kiek sugeriančių dujų buvo skirtingais atstumais tarp kvazaro ir mūsų.
Jie aptiko aiškius jonizuotų – prastai sugeriančių šviesą – dujų burbulus, kurie vėlesniais laikais susiliejo į vientisą jonizuotą tarpgalaktinę terpę. Taip pat didelis jonizuotas burbulas matomas ir aplink kvazarą, kurio jonizuojantys fotonai sklinda dešimtis megaparsekų į visas puses. Galaktikos, aplink kurias matomi burbulai – jų iš viso identifikuota net 117 – turi jaunas žvaigždžių populiacijas ir vis dar sparčiai formuoja žvaigždes.
Iki šiol jokie stebėjimai nebuvo pakankamai jautrūs ir tikslūs, kad pajėgtų susieti jonizuotų burbulų padėtį ir dydį su konkrečiomis galaktikomis. Šie rezultatai – tik pirminiai, bet jais remiantis bus galima įvertinti, kiek jonizuojančių fotonų skleidžia galaktikos su skirtinga žvaigždėdara, taip pat kiek jų prideda kvazarai.
Tada, žinodami tiek žvaigždžių formavimosi spartos, tiek kvazarų šviesio raidą per pirmąjį milijardą metų, astronomai galės įvertinti kiekvieno iš šių šaltinių indėlį į bendrą Visatos rejonizacijos biudžetą.
Tyrimo rezultatai publikuojami trijuose straipsniuose „The Astrophysical Journal“.
