Pôvod prvého svetla vo vesmíre je jednou z kľúčových otázok modernej kozmológie. Dlhé roky sa predpokladalo, že skoré žiarenie pochádzalo najmä z veľkých galaxií alebo extrémne jasných aktívnych jadier. Nové pozorovania však stále výraznejšie ukazujú na iný scenár: raný vesmír pravdepodobne rozžiarili mimoriadne malé, no nesmierne početné galaxie, ktoré vznikali krátko po formovaní prvých hviezd.
Video pre lepšiu predstavu
Ak si chceš vizuálne predstaviť, ako sa vesmír postupne formoval, môžeš si pozrieť toto ilustračné video:
Vesmír v období bez svetla
Po vzniku vesmíru bol priestor natoľko horúci a hustý, že svetlo sa v ňom nedokázalo šíriť. Fotóny sa neustále zrážali s nabitými časticami, takže vesmír bol nepriehľadný a zaplnený plazmou.
Zmena nastala približne 300-tisíc rokov po vzniku vesmíru, keď sa pri procese nazývanom rekombinácia začali vytvárať prvé neutrálne atómy vodíka. Tým sa vesmír stal priehľadným. Zdroje svetla však stále neexistovali, preto toto obdobie označujeme ako kozmickú temnotu.
Prvé hviezdy a prvé žiarenie
Až po stovkách miliónov rokov sa plynové obaly začali zmršťovať a vytvárať prvé hviezdy. Tie sa následne združovali do malých protogalaxií, ktoré produkovali ultrafialové žiarenie. Práve toto žiarenie postupne ionizovalo neutrálny vodík v medzigalaktickom priestore – proces, ktorý dnes poznáme ako reionizácia.
Reionizácia znamenala zásadný prelom: svetlo sa znovu mohlo voľne šíriť naprieč vesmírom a postupne vytvorilo základ pre vývoj galaxií, hviezdnych sústav aj neskorší vznik planét.
Nové pozorovania: rozhodujúcu úlohu mali malé galaxie
Moderné infračervené observatóriá dokážu zaznamenávať svetlo, ktoré k nám putuje miliardy rokov. To umožňuje sledovať objekty existujúce v období krátko po skončení kozmickej temnoty.
Aby bolo možné pozorovať ešte slabšie a vzdialenejšie zdroje, vedci využívajú aj gravitačné šošovkovanie – jav, pri ktorom veľká kozmická hmota zakrivuje a zosilňuje svetlo objektov nachádzajúcich sa za ňou. Vďaka tomu sa podarilo identifikovať extrémne drobné, no veľmi staré galaxie, ktoré by za normálnych okolností boli neviditeľné.
Analýzy ich žiarenia ukázali, že:
- tieto galaxie boli mimoriadne početné
- produkovali veľké množstvo ultrafialového žiarenia
- ich kombinované pôsobenie bolo pravdepodobne hlavným faktorom reionizácie
Prečo práve najmenšie galaxie?
Tvorba obrovských galaxií bola v rannom vesmíre ešte len v začiatkoch. Naopak, malé galaxie vznikali rýchlo a v obrovskom množstve. Každá z nich síce produkovala málo žiarenia, no dohromady vytvorili dostatočný výkon na to, aby ionizovali medzigalaktický priestor.
Zatiaľ čo väčšie galaktické systémy či extrémne jasné objekty mohli k reionizácii prispieť, súčasné poznatky naznačujú, že ich podiel bol menší než sa pôvodne predpokladalo. Najpravdepodobnejší scenár je, že spojený vplyv miliónov až miliárd drobných galaxií bol rozhodujúci.
Zhrnutie založené na súčasnom vedeckom poznaní
- Po rekombinácii bol vesmír priehľadný, no bez zdrojov svetla.
- Prvé hviezdy a malé galaxie sa objavili stovky miliónov rokov po vzniku vesmíru.
- Ich ultrafialové žiarenie spôsobilo reionizáciu – proces, ktorý umožnil šírenie svetla.
- Najnovšie pozorovania silno podporujú názor, že hlavnými zdrojmi žiarenia boli malé, početné galaxie.
- Výskum stále prebieha, no tento scenár je momentálne najpravdepodobnejší.
