Co oświetla Wszechświat?

Nowe badania z University College London pozwolą wkrótce odkryć pochodzenie światła ultrafioletowego, w którym skąpany jest Wszechświat, co pomoże naukowcom zrozumieć, jak galaktyki zostały zbudowane.

„Co daje więcej światła? Największe miasta w danym kraju, czy wiele małych miasteczek?” – pyta dr Pontzen, główny autor badań. „Miasta są jaśniejsze, ale małe miasteczka są liczniejsze. Zadajemy podobne pytania na temat Wszechświata: czy światło ultrafioletowe pochodzi z licznych, ale słabych galaktyk, czy z małej liczby kwazarów?” Kwazary są najjaśniejszymi obiektami we Wszechświecie; ich intensywne światło jest wytwarzane przez gaz opadający na czarną dziurę. Galaktyki mogą zawierać miliony czy miliardy gwiazd, ale nadal są słabe w porównaniu z kwazarami. Zrozumienie tego, czy liczne małe galaktyki są przyćmiewane przez rzadkie, jasne kwazary, pozwoli spojrzeć na to, w jaki sposób Wszechświat budował dzisiejsze populacje gwiazd i planet. Pomoże to również naukowcom skalibrować swoje pomiary ciemnej energii, czynnika przyspieszającego ekspansję Wszechświata i determinującego jego daleką przyszłość.

Nowa metoda zaproponowana przez zespół opiera się na technice stosowanej już przez astronomów, w której kwazary są sygnalizatorami pomagającymi zorientować się w przestrzeni. Intensywne światło kwazarów sprawia, że są one łatwe do wykrycia nawet z ekstremalnych odległości. Zespół uważa, że badanie nad tym, jak światło oddziałuje z wodorem w jego drodze do Ziemi, ujawni główne źródła oświetlenia we Wszechświecie, nawet jeśli tymi źródłami nie są kwazary.
We Wszechświecie możemy znaleźć dwa typy wodoru – zwykły oraz naładowany, będący efektem bombardowania światłem ultrafioletowym (UV). Obie formy mogą być rozróżnione poprzez badanie określonej długości fali światła zwanego „Lyman-alfa”, które jest pochłaniane wyłącznie przez wodór neutralny. Naukowcy mogą zobaczyć, gdzie we Wszechświecie to światło „Lyman-alfa” zostało pochłonięte na planie neutralnego wodoru.

Ponieważ badane kwazary znajdują się miliardy lat świetlnych stąd, są swoistymi kapsułami czasu: patrząc na ich światło widzimy, jak Wszechświat wyglądał w odległej przeszłości. Wyniki pokażą nam, gdzie neutralny wodór znajdował się miliardy lat temu, gdy Wszechświat energicznie budował swoje galaktyki. Równomierny rozkład neutralnego wodoru może sugerować, że liczne galaktyki są źródłem większości światła, podczas gdy mniej jednolity wzór pokaże mozaikę naładowanego i neutralnego wodoru, co będzie oznaczać, że rzadkie kwazary były pierwotnym źródłem światła.

Aktualne próbki kwazarów nie są wystarczające do solidnej analizy różnic między dwoma scenariuszami, jednak liczba badań obecnie planowanych powinna pomóc naukowcom znaleźć odpowiedź. Najważniejszym z badań jest DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), które będzie zawierać szczegółowe pomiary około miliona odległych kwazarów. Chociaż pomiary te są przeznaczone do ujawnienia, jak ekspansja Wszechświata przyspiesza z powodu ciemnej energii, nowe wyniki pokazują, że DESI określi także, czy pośredni gaz jest równomiernie oświetlony. Z kolei pomiar mozaiki ujawni, czy światło w naszym Wszechświecie jest generowane przez „kilka miast” (kwazary) czy „wiele małych miasteczek” (galaktyki).

Źródło:
Phys

Popularne posty z tego bloga

Słaby, odległy obiekt odkryty na krańcach Pasa Kuipera

Tajemnica, w jaki sposób czarne dziury łączą się i zderzają, zaczyna się wyjaśniać

Ostatni duży posiłek naszej czarnej dziury