Cesta od trpaslíků k obrům
Wyithe a Loeb ukázali, že ve vesmíru starém pouze miliardu let, bylo méně větších galaxií než galaxií menších. Formování trpasličích galaxií se v podstatě zastavilo jen několik set miliónů let po Velkého třesku.
"První trpasličí galaxie sabotovaly svůj vlastní růst i růst svých sourozenců," říká Loeb. "Teorie to sice předpokládala, ale teprve my jsme našli první pozorovatelný důkaz sebedestruktivního chování ranných galaxií."
Po Velkém třesku, téměř před 14 miliardami let, se vesmír zaplnil žhavou látkou ve formě elektronů a iontů vodíku a helia. Protože se vesmír rozpínal a chladl, docházelo ke slučování elektronů a iontů a vznikaly neutrální atomy. Tyto atomy pohlcovaly záření hvězd a vesmír se zahalil do tmy. Astronomové toto období nazývají "Temný věk" ("Dark Ages").
První generace hvězd začala "čistit" tento temný vesmír ultrafialovým zářením. UV záření štěpilo atomy na záporně nabité elektrony a kladné ionty. Protože to byla již druhá ionizace vesmíru po Velkém třesku, tak se tento proces nazývá "reionizace" a odehrál se během prvních několika stovek milionů let existence vesmíru.
"Potřebujeme studovat toto období, protože tehdy se prvotní polévka vyvinula v bohatou zoo objektů, které nyní pozorujeme," řekl Loeb.
Během tohoto klíčového období v historii vesmíru se plyn nejen ionizoval, ale také zahříval. Zatímco chladný plyn se snadno "shromažďuje" a tvoří hvězdy a galaxie, horký plyn to odmítá. Čím teplejší plyn, tím hmotnější musí být galaktický "zárodek", aby přitahoval dostatek hmoty, nutný pro vznik galaxie.
Před obdobím reionizace se snadno mohly zformovat i galaxie, obsahující pouze 100 miliónů hmotností Slunce. Potom vznikající galaxie "požadovaly" již více než 10 miliard hmotností Slunce. Galaxie, které vznikly po reionizace, byly přibližně 100krát větší než trpasličí galaxie, které podle astronomů tento proces spustily.
Aby Wyithe a Loeb určili typickou hmotnost galaxie, studovali světlo kvasarů - silných zdrojů světla viditelných na obrovské vzdálenosti. Světlo "opustilo" nejvzdálenější známé kvasary téměř před 13 miliardami let, tedy v době, kdy vesmír existoval jen zlomek současného věku. Během své pouti vesmírem bylo světlo kvasarů pohlcováno mezihvězdnými oblaky vodíku, které souvisí s rannými stádii galaxií. Důkazy obsahují spektra kvasarů.
Porovnáním spekter různých kvasarů z rozdílných směrů určili Wyithe s Loebem typickou velikost galaxie v počátečním stádiu vesmíru. Přítomnost menšího množství větších galaxií vedlo k větším rozdílům v pohlcování pozorovaného světla v různých směrech. Jediné, co Wyithe s Loebem našli po statistickém zpracování, jsou velké variace jednotlivých pozorování.
"Jako analogii předpokládejte, že jste v místnosti, kde všichni mluví," vysvětluje Wyithe. "Pokud je v místnosti jen málo osob, pak šum pozadí je v některých částech místnosti hlasitější než v ostatních. Jestliže je místnost lidmi zaplněná, pak je šum pozadí všude stejný. Skutečnost, že ve světle kvasarů pozorujeme fluktuace, naznačuje, že ranný vesmír byl spíše poloprázdnou místností než přecpaným pokojem."
Astronomové doufají, že potlačení vzniku trpasličích galaxií potvrdí během příštích desetiletí. K tomu použijí dalekohledy nové generace. Radioteleskopy umožní odhalit vzdálený vodík a infračervené dalekohledy přímo ukáží mladé galaxie. Vědci věří, že touto pozorovací technikou osvětlí "Temný věk" vesmíru.
Obrázek:
Umělecké pojetí ukazuje formování ranných trpasličích galaxií - shromažďování žhavých, modrých hvězd, obklopených červenými oblaky plynného vodíku. Credit: David A. Aguilar (CfA)
Zdroj: spaceflightnow.com
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí
