Fotonen van dwergsterrenstelsels reïoniseerden het jonge heelal
De reïonisatie van het heelal vond ongeveer 500 tot 900 miljoen jaar na de Oerknal plaats. Het is de transformatie van neutraal waterstof naar geïoniseerd gas en het markeert het einde van de “Donkere Eeuwen”. Astronomen hebben met behulp van de Webb Space Telescope spectra verkregen van acht ultrazwakke dwergsterrenstelsels die minder dan een miljard jaar na de Oerknal bestonden. Hun waarnemingen kunnen een al langlopend debat beëindigen over de drijvende krachten achter de reïonisatie en zouden essentieel kunnen zijn voor het begrijpen van het ontstaan van de allereerste sterrenstelsels.
Er valt nog veel te leren over de tijd in de vroege geschiedenis van het heelal, bekend als het tijdperk van de reïonisatie.
Het was een periode van duisternis zonder sterren en sterrenstelsels, gevuld met een dichte mist van waterstofgas, totdat de eerste sterren het gas om hen heen ioniseerden en er licht doorheen begon te reizen.
Astronomen hebben tientallen jaren lang geprobeerd de bronnen te identificeren die straling uitzonden die krachtig genoeg was om geleidelijk de waterstofmist op te ruimen die het vroege heelal bedekte.
Deze ontdekking onthult de cruciale rol die ultrazwakke sterrenstelsels spelen in de evolutie van het vroege heelal, aldus de onderzoekers.
Deze ultrazwakke dwergsterrenstelsels produceren ioniserende fotonen die tijdens de kosmische reïonisatie neutraal waterstof omzetten in geïoniseerd plasma. Het benadrukt het belang van het begrijpen van sterrenstelsels met een lage massa bij het vormgeven van de geschiedenis van het heelal.
Deze kosmische krachtcentrales stoten gezamenlijk meer dan genoeg energie uit om de klus te klaren, zegt het onderzoeksteam.
Ondanks hun kleine omvang zijn deze sterrenstelsels met een lage massa productieve producenten van energetische straling en hun overvloed in deze periode is zo substantieel dat hun collectieve invloed de hele toestand van het heelal kan transformeren.
In hun onderzoek hebben de astronomen de spectra van acht extreem zwakke sterrenstelsels vastgelegd en geanalyseerd. Deze sterrenstelsels werden vergroot door de cluster Abell 2744.
Ze ontdekten dat deze sterrenstelsels enorme producenten van ultraviolet licht zijn, op niveaus die vier keer groter zijn dan eerder werd aangenomen.
Dit betekent dat de meeste fotonen die het heelal reïoniseerden waarschijnlijk afkomstig waren van deze dwergsterrenstelsels.
Volgens de onderzoekers zijn ze nu met Webb op een onbekend terrein beland. Hun werk roept nog meer vragen op die beantwoord moeten worden om de evolutionaire geschiedenis van het heelal in kaart te brengen.
De resultaten van het onderzoek zijn in het tijdschrift Nature gepubliceerd.
Artikel: H. Atek et al. 2024. Most of the photons that reionized the Universe came from dwarf galaxies. Nature 626, 975-978; doi: 10.1038/s41586-024-07043-6
Eerste publicatie: 4 maart 2024
Bron: sci-news
