Webb finnur dvergvetrarbrautir sem endurjónuðu alheiminn
Sævar Helgi Bragason
05. mar. 2024
Fréttir
Mælingar Webb sýna að bjartar stjörnur í dvergvetrarbrautum í árdaga alheimsins hafi náð að endurjóna alheiminn svo vetnisþokunni létti
Litrófsmælingar James Webb geimsjónaukans hafa gert litrófsmælingar á daufustu vetrarbrautunum sem við sjáum á fyrstu þúsund milljón árum efti Miklahvell. Niðurstöður mælinganna benda til þess að dvergvetrarbrautir hafi endurjónað alheiminn.
Um það bil 400 þúsund árum eftir Miklahvell var alheimurinn dimmur staður. Bjarminn frá heita gasinu sem fyllti alheiminn eftir Miklahvell hafði kólnað og skilið eftir þétta þoku úr vetnisgasi.
Næstu hundruð milljón árin á eftir kastaðist vetnisgasið í kekki svo fyrstu stjörnurnar kviknuðu og lýstu upp alheiminn. Líklegast voru þessar stjörnur 30 til 300 sinnum efnismeiri en sólin okkar og mörgum milljón sinnum bjartari. Þær entust því stutt. Eftir aðeins nokkrar milljónir ára sprungu þær og auðguðu alheiminn með þyngri frumefnum.
Frá þessum fyrstu stjörnum alheimsins, kallaðar stjörnur úr Stjörnubyggð III, barst orkuríkt útfjólublátt ljós. Það ferðaðist reyndar ekki lagnt því vetnisþokan gleypti ljósið. En þegar æ fleiri stjörnur urðu til og orkuríka ljósið „brenndi“ þokuna burt létti smám saman til í alheiminum. Þessi ákaflega mikilvægi tími í sögu alheimsins, frá lokum myrku aldanna þangað til um einum milljarði ára eftir Miklahvell, er kallaður endurjónunarskeiðið (e. epoch of reionisation). Endurjónunarskeiðið er eitt af fáum tímabilum í sögu alheimsins sem höfum til að rannsaka fyrstu stjörnurnar og fyrstu vetrarbrautirnar.
Enn er margt á huldu um endurjónunarskeiðið og hafa stjörnufræðingar áratugum saman reynt að finna út uppruna geislunarinnar sem var nógu öflug til að leysa vetnisþokuna upp svo myrku öldunum lauk og létti til í alheiminum.
Stjörnufræðingar notuðu Webb geimsjónaukann til að rannsaka Abell 2744, þyrpingu vetrarbrauta sem einnig verkar sem þyngdarlinsa. Þyngdarlinsan magnar upp ljós frá enn fjarlægari og frumstæðari vetrarbrautum langt handan við þyrpinguna, sem annars eru svo daufar að nánast útilokað er fyrir okkur að nema þær, jafnvel með Webb.
Mælingar Webb leiddu í ljós aragrúa ofurdaufra dvergvetrarbrauta sem þrátt fyrir smæð sína, gefa frá sér mikið magn af orkuríkri og þar af leiðandi jónandi geislun, fjórfalt meira en áður var talið. Niðurstöðurnar benda til þess að það hafi einmitt verið ljós frá þessum dvergvetrarbrautum sem endurjónaði alheiminn. Fjöldi þeirra var svo mikill á þessum tíma að saman gátu þær umbreytt ástandi alls alheimsins.
Þetta er í fyrsta sinn sem stjörnufræðingar hafa náð að meta þéttleika svo daufra dvergvetrarbrauta í árdaga alheimsins og jónunarmátt þeirra. Aftur á móti er vert að hafa í huga að mælingarnar byggja á aðeins átta vetrarbrautum í sömu sjónlínu. Til að staðfesta niðurstöðurnar þarf að skoða fleiri svæði á himninum - og það ætla stjörnufræðingarnir einmitt gera.
Á komandi misserum hefst nýtt rannsóknarverkefni með Webb sem kallast GLIMPSE. Í því hyggjast stjarnvísindamenn gera dýpstu mælingar á alheiminum til þessa. Viðfangsefnið er önnur þyrping vetrarbrauta, Abell S1063, sem ætti að magna upp ljós frá enn daufari dvergvetrarbrautum á endurjónunarskeiðinu. GLIMPSE-mælingarnar hjálpa stjörnufræðingum að kanna annað skeið í sögu alheimsins sem kallast Alheimsdögun (e. Cosmic Dawn) þegar alheimurinn var aðeins nokkurra milljón ára gamall til að dýpka skilning okkar á myndun fyrstu vetrarbrautanna.
Greint var frá niðurstöðunum í tímaritinu Nature .
Frétt frá ESA .
Webb finnur dvergvetrarbrautir sem endurjónuðu alheiminn
Sævar Helgi Bragason 05. mar. 2024 Fréttir
Mælingar Webb sýna að bjartar stjörnur í dvergvetrarbrautum í árdaga alheimsins hafi náð að endurjóna alheiminn svo vetnisþokunni létti
Litrófsmælingar James Webb geimsjónaukans hafa gert litrófsmælingar á daufustu vetrarbrautunum sem við sjáum á fyrstu þúsund milljón árum efti Miklahvell. Niðurstöður mælinganna benda til þess að dvergvetrarbrautir hafi endurjónað alheiminn.
Um það bil 400 þúsund árum eftir Miklahvell var alheimurinn dimmur staður. Bjarminn frá heita gasinu sem fyllti alheiminn eftir Miklahvell hafði kólnað og skilið eftir þétta þoku úr vetnisgasi.
Næstu hundruð milljón árin á eftir kastaðist vetnisgasið í kekki svo fyrstu stjörnurnar kviknuðu og lýstu upp alheiminn. Líklegast voru þessar stjörnur 30 til 300 sinnum efnismeiri en sólin okkar og mörgum milljón sinnum bjartari. Þær entust því stutt. Eftir aðeins nokkrar milljónir ára sprungu þær og auðguðu alheiminn með þyngri frumefnum.
Frá þessum fyrstu stjörnum alheimsins, kallaðar stjörnur úr Stjörnubyggð III, barst orkuríkt útfjólublátt ljós. Það ferðaðist reyndar ekki lagnt því vetnisþokan gleypti ljósið. En þegar æ fleiri stjörnur urðu til og orkuríka ljósið „brenndi“ þokuna burt létti smám saman til í alheiminum. Þessi ákaflega mikilvægi tími í sögu alheimsins, frá lokum myrku aldanna þangað til um einum milljarði ára eftir Miklahvell, er kallaður endurjónunarskeiðið (e. epoch of reionisation). Endurjónunarskeiðið er eitt af fáum tímabilum í sögu alheimsins sem höfum til að rannsaka fyrstu stjörnurnar og fyrstu vetrarbrautirnar.
Enn er margt á huldu um endurjónunarskeiðið og hafa stjörnufræðingar áratugum saman reynt að finna út uppruna geislunarinnar sem var nógu öflug til að leysa vetnisþokuna upp svo myrku öldunum lauk og létti til í alheiminum.
Stjörnufræðingar notuðu Webb geimsjónaukann til að rannsaka Abell 2744, þyrpingu vetrarbrauta sem einnig verkar sem þyngdarlinsa. Þyngdarlinsan magnar upp ljós frá enn fjarlægari og frumstæðari vetrarbrautum langt handan við þyrpinguna, sem annars eru svo daufar að nánast útilokað er fyrir okkur að nema þær, jafnvel með Webb.
Mælingar Webb leiddu í ljós aragrúa ofurdaufra dvergvetrarbrauta sem þrátt fyrir smæð sína, gefa frá sér mikið magn af orkuríkri og þar af leiðandi jónandi geislun, fjórfalt meira en áður var talið. Niðurstöðurnar benda til þess að það hafi einmitt verið ljós frá þessum dvergvetrarbrautum sem endurjónaði alheiminn. Fjöldi þeirra var svo mikill á þessum tíma að saman gátu þær umbreytt ástandi alls alheimsins.
Þetta er í fyrsta sinn sem stjörnufræðingar hafa náð að meta þéttleika svo daufra dvergvetrarbrauta í árdaga alheimsins og jónunarmátt þeirra. Aftur á móti er vert að hafa í huga að mælingarnar byggja á aðeins átta vetrarbrautum í sömu sjónlínu. Til að staðfesta niðurstöðurnar þarf að skoða fleiri svæði á himninum - og það ætla stjörnufræðingarnir einmitt gera.
Á komandi misserum hefst nýtt rannsóknarverkefni með Webb sem kallast GLIMPSE. Í því hyggjast stjarnvísindamenn gera dýpstu mælingar á alheiminum til þessa. Viðfangsefnið er önnur þyrping vetrarbrauta, Abell S1063, sem ætti að magna upp ljós frá enn daufari dvergvetrarbrautum á endurjónunarskeiðinu. GLIMPSE-mælingarnar hjálpa stjörnufræðingum að kanna annað skeið í sögu alheimsins sem kallast Alheimsdögun (e. Cosmic Dawn) þegar alheimurinn var aðeins nokkurra milljón ára gamall til að dýpka skilning okkar á myndun fyrstu vetrarbrautanna.
Greint var frá niðurstöðunum í tímaritinu Nature .
Frétt frá ESA .