Kasutades Hubble'i uusimat tööriista, kosmilise päritolu spektrograafi (COS), on teadlased naelutanud ja parandanud meie arusaama heeliumi reioniseerimisest varajases universumis, selgitades ajavahemikku 11,7 kuni 11,3 miljardit aastat tagasi, kui universum eemaldas elektronid ürgsest heeliumi aatomid. Hubble'i teadlaste sõnul oli see samaväärne globaalse soojenemisega, välja arvatud see, et kuumalaine puhkes sel ajal läbi kogu varase universumi, pärssides väikeste galaktikate kasvu peaaegu 500 miljoni aasta jooksul.
Universum läbis esialgse kuumalaine enam kui 13 miljardit aastat tagasi, kui varajaste massiivsete tähtede energia ioniseeris Suurest Paugust tulevat tähtedevahelist vesinikku. Seda ajastut nimetatakse tegelikult taasioniseerimiseks, kuna vesiniku tuumad olid algselt ioniseeritud olekus vahetult pärast Universumi algust.
Kulus veel 2 miljardit aastat, enne kui universum tootis Suure Paugu käigus toodetud heeliumi reioniseerimiseks piisavalt energiat vajavaid ultraviolettkiirguse allikaid, mis kuumutas galaktilist gaasi ja takistas selle gravitatsioonilist kokkuvarisemist, moodustades mõnes väikeses galaktikas uue tähepõlvkonna. Madalaima massiga galaktikad ei suutnud isegi oma gaasi kinni hoida ja see pääses tagasi galaktikatevahelisse ruumi.
See kiirgus ei tulnud tähtedest, vaid pigem kvaasaritest, aktiivsete galaktikate säravatest tuumadest. Tegelikult vastab heeliumi reioniseerimise aeg universumi ajaloos mööduvale ajale, mil kvaasreid oli kõige rikkalikumalt.
Michael Shull Colorado ülikoolist ja tema meeskond suutsid kvaasarilt ultraviolettvalguses leida märgutule heeliumi spektri neeldumisjooned. Kvasari majakas paistab valgust läbi muude nähtamatute gaaside sekkuvate pilvede kaudu, nagu läbi udu paistev esitule. Kiir võimaldab varajases universumis galaktikate vahel paiknevate gaasipilvede südamiku proovivõtturit.
See oli räige aeg. Galaktikad põrkasid sageli kokku ja see tungis galaktikate südamikesse supermassiivsete mustade aukudega sissetungiva gaasi abil. Mustad augud muutsid raevukalt osa selle massi gravitatsioonilisest energiast võimsaks kaugele ultraviolettkiirguseks, mis puhuks välja galaktikatest. See soojendas galaktilist heeliumi vahemikus 18 000 kraadi Fahrenheiti kuni 40 000 kraadini. Pärast heeliumi reioniseerimist universumis jahtus galaktiline gaas taas ja kääbusgalaktikad võisid normaalset kokkupanemist jätkata.
"Ma kujutan ette, et kui heeliumi reioniseerimine poleks toimunud, oleks võinud tekkida veel mitu kääbusgalaktikat," ütles Shull.
Siiani on Shullil ja tema meeskonnal heeliumi ülemineku mõõtmiseks vaid üks vaatepilt, kuid COS-i teadusrühm kavatseb kasutada Hubble'i teistesse suundadesse vaatamiseks, et näha, kas heeliumi reioniseerimine toimus ühtlaselt kogu universumis.
Teadusmeeskonna tulemused avaldatakse ajakirja The Astrophysical 20. oktoobri numbris.
Allikas: HubbleSite
