17 Астрономи нарешті з’ясували, що саме запалило перше світло у Всесвіті — ті далекі зоряні вогні, які пробили первісний космічний морок після Великого вибуху.
Після Великого вибуху Всесвіт був гарячим океаном плазми — непрозорим і темним. Коли він охолонув, приблизно через 300 000 років, електрони та протони об’єдналися, утворивши нейтральний водень. Світло змогло вільно рухатися, але джерел світла ще не було. Лише через сотні мільйонів років з’явилися перші зірки та галактики.
Ці перші зорі випромінювали інтенсивне ультрафіолетове світло, здатне знову розщеплювати атоми водню, перетворюючи їх на іонізований газ. Цей етап називають епохою космічної реіонізації, або космічним світанком. Саме тоді Всесвіт став прозорим і засвітився.
Проте довгі роки залишалося незрозумілим, які саме об’єкти “ввімкнули” світло.
Завдяки об’єднанню спостережень телескопів Габбл і Джеймс Вебб команда під керівництвом Хакіма Атека з Інституту астрофізики Парижа змогла зазирнути у перші мільярди років після Великого вибуху. Використавши природне “збільшувальне скло” — гравітаційну лінзу скупчення Abell 2744, — учені побачили крихітні карликові галактики, що існували в той ранній час.
Спектроскопічний аналіз показав, що саме вони випромінювали надлишок іонізуючих фотонів, які очищали Всесвіт від нейтрального водню.
«Ці космічні енергетичні центри разом випромінюють енергії більше, ніж достатньо для виконання завдання», — каже Атек.
Команда підрахувала, що карликові галактики переважають великі у співвідношенні 100 до 1, а їхній сукупний внесок у реіонізацію у чотири рази більший, ніж припускалося для масивних галактик.
На зображеннях JWST у полі зору Abell 2744 зафіксовано понад 50 000 джерел ближнього інфрачервоного світла. Серед них карликові галактики — найпоширеніші та, як виявилося, найважливіші для еволюції космосу.
Астрофізик Ірина Чемеринська зазначає: «Це відкриття розкриває важливу роль, яку відігравали надзвичайно слабкі галактики в еволюції раннього Всесвіту… Вони перетворили нейтральний водень на іонізовану плазму під час космічної реіонізації».
Хоча результати вражаючі, учені наголошують, що аналіз охоплює лише невеликий фрагмент неба. Щоб переконатися, що ці висновки універсальні, необхідно дослідити інші ділянки космосу з ефектом гравітаційного збільшення.
Однак уже сьогодні дані JWST демонструють: саме малі галактики змінили стан Всесвіту, перетворивши його з темного та непрозорого на прозорий і зоряний.
«Ми ввійшли в незвідану територію з JWST», — каже Темія Нанаяккара з Технологічного університету Свінберна. «Ця робота відкриває ще більш захоплюючі питання про те, як формувався наш космічний світанок».
Таким чином, уперше ми отримали переконливі докази, що саме скромні карликові галактики — “іскри” раннього Всесвіту — запалили його перше світло, розвіявши туман і започаткувавши епоху, у якій народилося все, що ми бачимо сьогодні.
