Peaaegu aja alguses oli universum varjul pimeduses. Siis tekitasid varajased galaktikad säravaid, kuumi tähti, mis lekitasid väikeste kanalite kaudu hiilgavat valgust galaktikavahelisse ruumi, muutes universumi läbipaistvaks.
See on järeldus uhketest uutesse "peegelpiltidesse", mis on tehtud kaugest galaktikast, mida tuntakse Sunburgi kaarena. Kui universum oli alles laps, koosnes see kuumadest, kuid kiiresti jahutavatest osakestest. Kui universum oli piisavalt jahtunud, ühendasid prootonid ja elektronid neutraalse vesiniku, mis kattis universumi pimeduses, muutes selle elektromagnetilises spektris jälgitamatuks, selgub MIT-i Haystacki vaatluskeskusest. Sel pimedusajastul tuntud perioodil neelas gaasiline vesinik kiirgavat kiirgust.
Siis, umbes miljard aastat pärast Suurt Pauku, "Reioniseerimise epohhi" ajal, ioniseeris massiline energiaallikas gaasi, koputas elektrone vesinikuaatomitele ja moodustas plasma. See ionisatsioon toimus tänu energeetilisele ultraviolettvalgusele, mis "pärineb tõenäoliselt esimestest galaktikatest väga noorte, väga heledate, väga kuumade ja ka väga lühikese elueaga tähtede seast", ütles ülikooli juhtdoktor Thøger juhtiv autor Emø Rivera-Thorsen. Norras Oslos. Kuid pole selge, kuidas see ionisatsiooni sündmus täpselt juhtus.
Selle mõistmiseks pöördusid teadlased galaktika poole, mille nimi on "Päikesepurjekaar" ja mis asub umbes 11 miljardi valgusaasta kaugusel (kuigi on raske täpselt teada saada, kui kaugel see laieneva universumi käes on.) Päikesepurga kaar pole päris Rivera-Thorsen ütles, et see on piisavalt vana, et olla üks varajasetest galaktikatest, mis universumi ümber reioniseeris, kuid see on piisavalt vana, et suuta uurijatele protsessi kohta midagi õpetada.
Eelmises uuringus vaatles Rivera-Thorsen ja tema meeskond Sunburgi kaare tulevaid valgussignaale. Mõned näpunäited viitasid sellele, et ioniseeruv valgus pääses nendest varajastest galaktikatest läbi mõne kitsa kanali või galaktikat katva aukude muidu läbipaistmatus varjus. "Kuid me ei saa öelda, et oleme selle leidnud enne, kui oleme seda otseselt otseselt jälginud," rääkis Rivera-Thorsen Live Science'ile.
Nii tegid teadlased ettepaneku tuvastada need augud Hubble'i kosmoseteleskoobi abil ja "vaata ja vaata, see töötas", ütles Rivera-Thorsen. Sunbursti kaar on paigutatud viisil, mis muudab Hubble'i nägemise hõlpsaks. Sekkunud galaktikate klaster toimib nagu kosmiline mikroskoop ning painutab ja suurendab valgust Sunbursti kaarelt - mida muidu oleks liiga nõrk näha -, nii et Hubble saaks selle pildiseeriana üles võtta. Seda efekti, mida nimetatakse "gravitatsiooniliseks läätseks", ennustas Einsteini üldrelatiivsusteooria ja see on sel juhul eriti tugev, tuues galaktikast 12 koopiat.
Mõned neist piltidest tehti ioniseerimata, nähtava valguse spektris ja teised ioniseeriva valguse spektris. Ioniseeriva valguse jaoks on "põhimõtteliselt kõik, mida võite näha, üks väike punkt ja muidu pole midagi," ütles ta. "See oli minu arvates väga ilus kinnitus meie hüpoteesile - et see on nagu üks auk muidu täiesti läbipaistmatus gaasiga kaetud galaktikas."
Selle efekti nägemiseks pidid teadlased rivistama mitu tegurit ja nii "" meil on selle asja leidmisel uskumatult vedanud ", ütles Rivera-Thorsen. Näiteks juhtusid Hubble'i pildid jäädvustama galaktika kõiki "mahlaseid bitti", sealhulgas kohti, kust ioniseeriv valgus pääses. Pole selge, miks või kuidas need kitsad kanalid moodustusid.
Veelgi enam, moodsamates galaktikates "me ei näe tegelikult sellest ioniseerivast kiirgusest suurt midagi põgenevat, näeme natuke siin ja seal", lisas ta. "Nii et midagi nende galaktikate füüsikaliste omaduste kohta peab olema dramaatiliselt muutunud umbes 1 miljard aastat pärast suurt pauku, kui universum sai reioniseeritud." Edasises töös tahavad Rivera-Thorsen ja tema meeskond välja mõelda, kuidas galaktikad on suure paugu ajast alates muutunud.
"Tõendid ioniseeriva kiirguse eest põgenemise kohta on veenvad," ütles Ukraina peaastronoomilise vaatluskeskuse astronoom Juri Izotov, kes ei olnud uuringu osa. Nende avastused on olulised mõistmaks, kuidas valgus lekib tähte moodustavatest galaktikatest, ja nende tõlgenduse järgi, et valgus lekib läbi galaktika aukude, "tundub mõistlik," ütles Izotov Live Science'ile.
San Diego California ülikooli füüsikaprofessor Brian Keating, kes polnud tööga seotud, nõustub. "Allikad, mis genereerisid universumi esimesed ioniseerivad footonid, on juba pikka aega müsteeriumisse varjunud," rääkis Keating Live Science'ile. "Nende töö annab paljutõotavat uut teadmatust läbitungimatutest objektidest, mis arvatakse olevat uuestisündimise ajastu peamised tõukejõud."
Tulemused avaldati 7. novembril ajakirjas Science.
