Het mysterie van ons transparante universum is opgelost!

 *Deze afbeelding van de James Webley Space Telescope bevat ongeveer. In het midden van deze afbeelding – de roze, zespuntige lichtvlek – bevindt zich quasar J0100+2802, zoals gezien toen het universum nog maar 900 miljoen jaar oud was. Credits: NASA, European Space Agency, Canadian Space Agency, Simon Lilly (ETH Zürich), Daiichi Kashino (Nagoya University), Jorit Matei (ETH Zürich), Christina Eilers (MIT), Rob Simko (MIT), Rungmon Bordoloi (NCSU) , Roy Mackenzie (ETH Zürich), Alyssa Pagan (STScI), Ruari Mackenzie (ETH Zürich)*

Lang geleden, toen het heelal nog jong was, was het moeilijk te zien. Tijdens de eerste miljard jaar of zo na de oerknal was de ruimte tussen sterren en sterrenstelsels gevuld met wolken van afgekoeld waterstofgas, die al het licht absorbeerden. Als gevolg hiervan zouden ze, als er op dat moment intelligent leven bestond, niets anders dan duisternis in de ruimte zien – geen andere sterren of sterrenstelsels zouden voor hen zichtbaar zijn.

Toen kwam er een tijd die astronomen het tijdperk van reïonisatie hebben genoemd, toen al het waterstofgas van ondoorzichtig in transparant veranderde terwijl het opwarmde en ioniseerde. Astronomen wisten dat dit proces plaatsvond (we zouden het universum niet zien, zelfs als dat niet het geval was). Tot nu toe hadden ze echter geen hard bewijs van hoe dit gebeurde.

Lees verder: JWST heeft mogelijk “onmogelijk enorme” sterrenstelsels in het vroege universum gezien

Nu heeft een team van onderzoekers – Emission Line Galaxies and Intergalactic Gas in the Age of Reionization, of EIGER – geleid door Simon Lilly van ETH Zürich in Zwitserland, de James Webb Space Telescope gebruikt om dit mysterie op te lossen.

Door Webb te richten op een klein deel van de ruimte tussen de sterrenbeelden Vissen en Andromeda, richtte het team de telescoop rechtstreeks op een oud helder object dat bekend staat als quasar J0100+2802. Een quasar is een superzwaar zwart gat in het hart van een melkwegstelsel dat enorme hoeveelheden straling uitzendt. van energie terwijl het materie verbruikt Quasars zijn enkele van de een van de helderste objecten in het universum.

Verhaal gaat verder

Deze artist’s impression laat zien hoe een verre quasar er van dichtbij uit zou kunnen zien. Credits: ESO/M. Kornmisser

Het EIGER-team was echter niet alleen geïnteresseerd in de quasar zelf. Ze gebruikten Webb ook om te observeren hoe licht van de quasar zich gedraagt ​​terwijl het door de gassen gaat langs het pad van J0100+2802 naar de instrumenten van de telescoop.

“Terwijl het licht van de quasar door verschillende gasvelden naar ons toe reisde, werd het geabsorbeerd door ondoorzichtig gas of bewoog het vrij door transparant gas,” NASA zei.

Door gegevens van Webb toe te voegen aan soortgelijke waarnemingen die zijn verzameld door de W.M. Keck-sterrenwacht in Hawaï, evenals ESO’s Very Large Telescope en de Magellan-telescoop van de Las Campanas-sterrenwacht, heeft het EIGER-team het gedrag van het licht afgestemd op de posities van vroege sterrenstelsels die zichtbaar zijn langs lijn -van het zicht naar J0100+2802.

Gefotografeerd door NASA’s James Webb Space Telescope, verschenen deze zes sterrenstelsels zoals ze verschenen toen het universum nog maar 900 miljoen jaar oud was. Credits: NASA, European Space Agency, Canadian Space Agency, Simon Lilly (ETH Zürich), Daiichi Kashino (Nagoya University), Jorit Matei (ETH Zürich), Christina Eilers (MIT), Rob Simko (MIT), Rungmon Bordoloi (NCSU) , Roary Mackenzie (ETH Zürich); Beeldverwerking: Alyssa Pagan (STScI) en Rawari Mackie

“[These early galaxies] chaotischer dan dat van het nabije heelal”, zegt Jorit Mate van ETH Zürich, hoofdauteur van het boek Een Van de drie papers van het team op basis van deze observaties, V persbericht. “Webb laat zien dat ze actief bezig waren met het vormen van sterren en dat ze veel supernova’s moeten hebben gelanceerd. Ze hadden een behoorlijk avontuurlijke jongeman!”

De resultaten toonden aan dat elk sterrenstelsel omgeven was door een omhulsel van heet, geïoniseerd, transparant gas met een straal van twee miljoen lichtjaar. Voor een gevoel van schaal: de dichtstbijzijnde grote buur van ons sterrenstelsel, het Andromedastelsel, bevindt zich op ongeveer 2,5 miljoen lichtjaar afstand.

“Webb laat niet alleen duidelijk zien dat deze transparante gebieden rond sterrenstelsels bestaan, maar we hebben ook hun grootte gemeten”, zegt Daichi Kashino van Nagoya University, hoofdauteur van het boek. laatst Van de papers geschreven door het team, geïllustreerd in persbericht. “Met behulp van de gegevens van Webb zien we sterrenstelsels het gas om hen heen reioniseren.”

Zoals samengevat in de onderstaande grafiek, waren de allereerste sterrenstelsels in het universum zelf verantwoordelijk voor het tot stand brengen van het tijdperk van reïonisatie.

De vier stadia van het reïonisatietijdperk. Krediet: NASA, ESA, CSA, Joyce Kang (STScI)

Terwijl ze periodes van stervorming en stellaire dood door supernovae doormaken, is de straling van deze sterrenstelsels wat waterstofgas verwarmt en ioniseert, waardoor het van ondoorzichtig in transparant verandert. Deze bellen van transparant geïoniseerd gas zetten vervolgens uit en smolten samen, waardoor licht ver door het universum kon reizen.

mis niet: Jupiter neemt de leiding over Saturnus met 92 bevestigde manen

Meer puzzels om op te lossen

Terwijl ze de vraag beantwoordden wat uiteindelijk verantwoordelijk was voor het transparante universum dat we vandaag zien, voegde dit team van onderzoekers nog een ander groeiend mysterie over het vroege universum toe.

Gezien wat we weten over stervorming en hoe sterren samenklonteren tot sterrenstelsels, dachten astronomen dat ze een goed idee hadden van hoeveel sterrenstelsels ze in het vroege heelal hadden gevonden. Maar, De cijfers onthuld door Webb Overtreft die verwachtingen ruimschoots.

“We hadden verwacht enkele tientallen sterrenstelsels te identificeren die aanwezig waren tijdens het tijdperk van reïonisatie, maar we zijn er gemakkelijk in geslaagd om 117 te identificeren”, legt Kashino uit.

Met de gegevens die Webb verzamelde, kon het team ook de massa meten van het superzware zwarte gat dat quasar J0100+2802 aandrijft.Ze ontdekten dat het kosmische schalen ongeveer 10 miljard keer de massa van onze zon kantelt. Dit maakt het tot het grootste bekende superzware zwarte gat in het vroege heelal.

Anna Christina Ehlers van MIT, hoofdauteur van het teamboek Derde papiernaar Nasa.

“Dit is weer een mysterie dat moet worden opgelost!”

Kijk hieronder: een van de helderste sterren aan de hemel heeft geheimen verborgen gehouden