[/caption]
Astronomi, ki želijo natančno določiti, kdaj je prišlo do reionizacije vesolja, so našli nekaj najzgodnejših galaksij približno 800 milijonov let po velikem poku. 22 zgodnjih galaksij je bilo najdenih z uporabo metode, ki išče oddaljene vire rdečega premika, ki izginejo ali 'izpadejo' pri določeni valovni dolžini. Starost ene galaksije je bila potrjena z značilnim nevtralnim vodikovim podpisom 787 milijonov let po velikem poku. Ugotovitev je prva starostna potrditev tako imenovane izpadne galaksije v tistem oddaljenem času in natančno določa, kdaj se je verjetno začela epoha reionizacije.
Obdobje reionizacije je približno najbolj oddaljeno v času, ki ga astronomi lahko opazijo. Veliki pok pred 13,7 milijardami let je ustvaril vroče, motno vesolje. Približno 400.000 let pozneje so se temperature ohladile, elektroni in protoni so se združili v nevtralni vodik in mrak se je razčistil. Nekaj časa pred 1 milijardo let po velikem poku je nevtralni vodik začel tvoriti zvezde v prvih galaksijah, ki so oddajale energijo in spremenile vodik nazaj v ioniziranje. Čeprav ni gosta plazemska juha prejšnjega obdobja takoj po velikem poku, je ta zvezda začela epoho reionizacije.
Astronomi vedo, da se je to obdobje končalo približno 1 milijardo let po velikem poku, a se jim je izmiklo, kdaj se je začelo.
Iščemo galaksije 'izpadle',' je dejal Masami Ouchi, ki je vodil ameriško in japonsko skupino astronomov, ki se ozira nazaj na epoho reionizacije. 'Uporabljamo vse bolj rdeče filtre, ki razkrivajo naraščajoče valovne dolžine svetlobe in opazujemo, iz katerih galaksij izginejo ali 'izpustijo' slike, narejene s temi filtri. Starejše, bolj oddaljene galaksije 'izpustijo' vse bolj rdeče filtre in posebne valovne dolžine nam lahko povedo razdaljo in starost galaksij. To študijo razlikuje od tega, da smo raziskali območje, ki je več kot 100-krat večje od prejšnjih in posledično imeli večji vzorec zgodnjih galaksij (22) kot prejšnje raziskave. Poleg tega smo lahko potrdili starost ene galaksije,« je nadaljeval. 'Ker so bile vse galaksije najdene z isto tehniko osipa, so verjetno iste starosti.'
Ouchijeva ekipa je lahko izvedla tako veliko raziskavo, ker je uporabila po meri izdelan superrdeč filter in druge edinstvene tehnološke napredke pri občutljivosti na rdečo na kameri širokega polja 8,3-metrskega teleskopa Subaru. Svoja opazovanja so opravili od leta 2006 do 2009 na polju Subaru Deep Field in Great Observatories Origins Deep Survey North. Nato so svoja opažanja primerjali s podatki, zbranimi v drugih študijah.
Astronomi so se spraševali, ali je vesolje doživelo reionizacijo takoj ali postopoma skozi čas, še pomembneje pa je, da so poskušali izolirati, kdaj je vesolje začelo reionizacijo. Meritve gostote in svetlosti galaksij so ključne za izračun stopnje nastajanja zvezd, ki veliko povedo o tem, kaj se je zgodilo, kdaj. Astronomi so preučili stopnje nastajanja zvezd in hitrost ionizacije vodika.
Z uporabo podatkov iz svoje študije in drugih so ugotovili, da so bile stopnje nastajanja zvezd dramatično nižje od 800 milijonov let do približno ene milijarde let po velikem poku, nato po tem. V skladu s tem so izračunali, da bi bila hitrost ionizacije v tem zgodnjem času zelo počasna zaradi te nizke stopnje nastajanja zvezd.
'Res smo bili presenečeni, da se zdi stopnja ionizacije tako nizka, kar bi bilo v nasprotju s trditvijo Nasinega satelita WMAP. Ugotovili so, da se je reionizacija začela najkasneje 600 milijonov let po velikem poku,« je pripomnil Ouchi. 'Menimo, da bi to uganko lahko razložili z učinkovitejšimi stopnjami proizvodnje ionizirajočih fotonov v zgodnjih galaksijah. Nastajanje masivnih zvezd je bilo takrat morda veliko bolj živahno kot v današnjih galaksijah. Manj masivnih zvezd proizvaja več ionizirajočih fotonov kot veliko manjših zvezd,« je pojasnil.
Raziskava bo objavljena v decembrski številki Astrophysical Journal.
vir: EurekAlert