„Zorii cosmici” ai Universului nostru s-au încheiat mult mai târziu decât am crezut

Timp de zeci de milioane de ani, Universul nostru nou-născut a fost învăluit în hidrogen. Încetul cu încetul, această vastă ceață a fost sfâșiată de lumina primelor stele, într-o zare care a definit forma Cosmosului emergent.

Existența unei cronologii pentru această schimbare colosală ne-ar ajuta foarte mult să înțelegem evoluția Universului, însă până acum cele mai bune încercări ale noastre au fost estimări neclare bazate pe date de calitate slabă.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

O echipă internațională de astronomi condusă de Institutul Max Planck pentru Astronomie din Germania a folosit lumina de la zeci de obiecte îndepărtate numite quasari pentru a elimina incertitudinile, determinând că ultimele rămășițe majore de „ceață” de hidrogen au ars mult mai târziu decât am crezut inițial, la peste un miliard de ani după Big Bang.

Primii 380.000 de ani au fost un șuierat static de particule subatomice în Univers, care s-au contopit din vidul de răcire al spațiului-timp în expansiune. Odată ce temperatura a scăzut, s-au format atomii de hidrogen – structuri simple formate din protoni solitari care fac echipă cu electroni singuri.

Universul nostru nou-născut a fost învăluit în hidrogen

În curând, întregul Univers a fost umplut cu atomi neîncărcați, o mare de atomi care se mișcau înainte și înapoi în întunericul infinit. Acolo unde mulțimile de atomi de hidrogen neutru se adunau sub impulsul legilor cuantice, gravitația a preluat controlul, atrăgând din ce în ce mai mult gaz în sfere în care putea izbucni fuziunea nucleară.

Acest prim răsărit de soare al Universului – răsăritul zorilor cosmici – a scăldat ceața de hidrogen din jur în radiații, îndepărtându-le electronii de protoni și transformând atomii înapoi în ionii care au fost odată. Cât timp a durat acest răsărit, de la prima lumină a acelor stele timpurii până la reionizarea ultimelor urme de hidrogen primordial rămase, nu a fost niciodată clar.

Studiile efectuate în urmă cu mai bine de 50 de ani s-au folosit de modul în care lumina provenită de la nucleele galactice violent de active (numite quasari) a fost absorbită de gazul intermediar care plutea în mediul intergalactic din apropiere. Găsind o serie de quasari care se întind în depărtare, se poate vedea efectiv o cronologie a gazului hidrogen neutru care este ionizat.

În termeni practici, este greu de interpretat o cronologie precisă dintr-o mână de quasari. Nu numai că lumina lor este distorsionată de expansiunea Universului, dar trece și prin buzunare de hidrogen neutru formate cu mult după zorii cosmici.

Cum a arătat primul miliard de ani al Universului?

Pentru a obține o mai bună percepție a hidrogenului ionizat pe cer, cercetătorii și-au supradimensionat eșantionul, triplând numărul anterior de date spectrale de înaltă calitate prin analiza luminii de la un total de 67 de quasari. Scopul a fost de a înțelege mai bine impactul acestor buzunare mai proaspete de atomi de hidrogen, permițându-le cercetătorilor să identifice mai bine exploziile mai îndepărtate de ionizare din Univers, scrie Science Alert.

Potrivit propriilor lor cifre, ultimele rămășițe de hidrogen original au căzut sub razele luminii stelelor din prima generație la aproximativ 1,1 miliarde de ani după Big Bang. „Până acum câțiva ani, înțelepciunea dominantă era că reionizarea s-a încheiat cu aproape 200 de milioane de ani mai devreme”, spune astronomul Frederick Davies de la Institutul Max Planck pentru Astronomie din Germania.

„Iată că avem cele mai puternice dovezi de până acum că procesul s-a încheiat mult mai târziu, în timpul unei epoci cosmice mai ușor de observat de către instalațiile de observație din generația actuală.”

Viitoarele tehnologii capabile să detecteze direct liniile spectrale emise de reionizarea hidrogenului ar trebui să poată clarifica și mai mult nu doar când s-a încheiat această epocă din Universul nostru, ci să ofere detalii esențiale despre modul în care s-a desfășurat.

Această cercetare a fost publicată în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Secretele coliziunilor colosale din Sistemul Solar. Cum alimentează Soarele cele mai energetice evenimente din Univers?

O structură radio necunoscută a fost detectată în jurul celui mai strălucitor quasar din Univers

Telescopul Hubble a realizat cea mai mare imagine în infraroșu, în căutarea celor mai rare galaxii din Univers

Galaxia, transformată în „telescop cosmic” pentru a studia inima Universului tânăr