ما اکنون می‌دانیم که کیهان اولین بار چطور روشن شد_دلچسب

ما بالاخره می‌دانیم چه چیزی اولین بار کیهان تاریک و بی‌شکل را روشن کرد. مطابق داده‌های تلسکوپ‌های فضایی هابل و جیمز وب، منشأ فوتون‌های آزاد در کیهان اولیه کهکشان‌های کوچکی بودند که با تولد خود ابرهای تاریک هیدروژن در فضای بین‌کهکشانی را روشن کردند.

این کشف نقش مهم کهکشان‌های زیاد کم‌نور کیهان اولیه را مشخص می کند. آنها فوتون‌هایی یونیزه‌کننده می‌ساختند که در طول بازیونیزه‌سازی کیهان، هیدروژن خنثی را به پلاسمای یونیزه‌شده تبدیل می‌کردند.

ابتدای کیهان، چند دقیقه بعد از بیگ بنگ، فضا مملو از مه متراکم و داغ پلاسمای یونیزه‌شده می بود. نور اندکی که وجود داشت، نمی‌توانست در این مه نفوذ کند؛ فوتون‌ها با برخورد به الکترون‌های آزاد اطراف خود پراکنده می‌شدند و این کیهان را تاریک می‌کرد.

سپس از خنک شدن کیهان، نزدیک به ۳۰۰ هزار سال سپس از بیگ بنگ، فوتون‌ها و الکترون‌ها با یکدیگر ترکیب شدند و گاز هیدروژن خنثی (و مقداری هلیم) ساختند. اکثر طول موج‌های نور می‌توانستند به این محیط خنثی نفوذ کنند اما محیط‌های خنثی بسیاری در برابر منبع های نور وجود نداشت.

اولین ستاره‌ها از این اتم‌های هیدروژن و هلیم تشکیل شدند. این ستاره‌های اولیه تابشی داشتند که قوت کافی برای جداکردن الکترون‌ها از هسته داشت و می‌توانست گازها را یونیزه کند اما اکنون کیهان چنان منبسط شده می بود که گازها پراکنده بودند و نمی‌توانستند جلوی این تابش‌ها را بگیرند.

نزدیک به یک‌میلیارد سال سپس از بیگ بنگ و آخر دوره‌ای که «طلوع کیهان» نام دارد، کیهان کامل بازیونیزه و اولین بار روشن شد.

مشاهده چیزی که کیهان را برای اولین بار روشن کرد

چون طلوع کیهان زیاد تاریک می بود و در فاصله‌ای زیاد زیاد از ما قرار دارد، در مشاهده آن مشکل داشتیم.

دانشمندان فکر می‌کردند چیزی که کیهان را صاف و شفاف کرد، زیاد بزرگ می بود؛ برای مثال، سیاه‌چاله‌های زیاد بزرگ که تجمعشان نوری کورکننده تشکیل می‌کند یا کهکشان‌های عظیم در اغاز شکل‌گیری ستاره‌ها.

یکی از اهداف طراحی تلسکوپ جیمز وب نگاه به طلوع کیهان و چیزهای نهان درونش می بود. جیمز وب چیزهای غافلگیرکننده بسیاری درمورد این دوره پراهمیت کیهان برملا کرده است و اکنون در غافلگیری فرد دیگر نشان داده شده کهکشان‌های کوتوله بازیگران مهم بازیونیزه‌سازی بودند.

گروه بین‌المللی از اخترشناسان با منفعت گیری از داده‌های جیمز وب و هابل خوشه کهکشانی پاندورا یا آبِل ۲۷۴۴ را مشاهده کردند. این خوشه چنان متراکم است که فضا-زمان اطراف خود را خم می‌کند و عدسی گرانشی می‌سازد. هر نور دوری که از این عدسی به ما می‌رسد، بزرگنمایی می‌شود. دانشمندان به پشتیبانی این عدسی توانستند کهکشان‌های کوتوله طلوع کیهان را ببینند.

تحلیل دقیق طیف این سیاره‌ها نشان داد نه‌فقط آنها فروزان‌ترین نوع کهکشان در کیهان اولیه‌اند، بلکه نورشان نیز زیاد زیاد تر از چیزی است که انتظار می‌رفت. به‌ازای هر کهکشان بزرگ، ۱۰۰ کهکشان کوتوله در کیهان اولیه وجود داشت که تاثییر یونیزه‌سازی آنها روی هم چهاربرابر کهکشان‌های بزرگ‌تر می بود.

قوت تجمعی این کهکشان‌ها چنان زیاد می بود که انرژی آنها وضع همه کیهان را دگرگون کرد.

این نوشته تا امروز نیرومندترین مدرکی است که اخترشناسان برای بازیونیزه‌سازی اشکار کرده‌اند اما تا این مدت باید مطالعات بیشتری انجام بدهند؛ برای مثال، باید یقین شوند نمونه مشاهداتشان ناهنجاری در طلوع کیهان نبوده و جهان واقعاً متشکل از تعداد بسیاری کهکشان کوتوله بوده است.

نتایج این مطالعه در ژورنال Nature انتشار شده است.