«Εκρηκτικό» ξεκίνημα για τους πρώτους γαλαξίες στο αρχέγονο σύμπαν

Νέες παρατηρήσεις από το Τηλεσκόπιο του Νοτίου Πόλου στην Ανταρκτική, δείχνουν ότι η γέννηση των πρώτων μεγάλων γαλαξιών στο πρώιμο σύμπαν αποτέλεσε ένα εκρηκτικό συμβάν, που εξελίχθηκε πολύ ταχύτερα και τελείωσε πολύ πιο γρήγορα από ό,τι πίστευαν ως τώρα οι επιστήμονες.
Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Όλιβερ Ζαν του Κέντρου Κοσμολογικής Φυσικής του πανεπιστημίου Μπέρκλεϊ στην Καλιφόρνια, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό αστροφυσικής «The Astrophysical Journal», κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οι υπερβολικά φωτεινοί γαλαξίες που φώτισαν το αρχέγονο σύμπαν, είχαν πλήρως σχηματισθεί μέχρι το τελευταίο να φθάσει στην ηλικία των 750 εκατ. ετών, δηλαδή περίπου πριν από 13 δισεκατομμύρια χρόνια.

The South Pole Telescope recorded temperature fluctuations in the cosmic microwave background, the light left over from the Big Bang, to study the period of cosmological evolution when the first stars and galaxies formed early in the history of the universe. The image, only a third of which was used for the current analysis, shows variations in millionths of a degree Kelvin. (South Pole Telescope Collaboration)

Η εποχή δημιουργίας των πρώτων γαλαξιών στο σύμπαν ονομάζεται «εποχή του επαναϊονισμού». Η πρώτη εποχή ιονισμού έλαβε χώρα αμέσως μετά τη γέννηση του σύμπαντος με τη Μεγάλη Έκρηξη (Μπιγκ Μπανγκ), όταν η πρώιμη ύλη ήταν τόσο καυτή, που όλα τα αέρια, κυρίως αποτελούμενα από υδρογόνο, ιονίστηκαν. Μόνο όταν το σύμπαν έφθασε σε ηλικία 400.000 ετών, η θερμοκρασία του έπεσε αρκετά, έτσι ώστε τα ηλεκτρόνια να μπορέσουν να «ζευγαρώσουν» με τα πρωτόνια και να σχηματίσουν τα πρώτα ηλεκτρικά ουδέτερα άτομα υδρογόνου.Σε επόμενο στάδιο, ακολούθησε η δεύτερη εποχή ιονισμού (ο επαναϊονισμός), όταν πια τα πρώτα άστρα έκαναν την «καυτή» εμφάνισή τους.

The 75-foot-tall South Pole Telescope is located at the Amundsen Scott South Pole station in Antarctica. (Photo courtesy of Daniel Luong-Van)

 Οι περισσότεροι αστρονόμοι πιστεύουν ότι αυτά τα πρώτα άστρα γεννήθηκαν μέσα σε μεγάλα νέφη αερίων, οδηγώντας έτσι στον σχηματισμό των πρώτων γαλαξιών. Η ακτινοβολία αυτών των αρχέγονων άστρων πιστεύεται ότι προκάλεσε έναν νέο ιονισμό του αέριου υδρογόνου μέσα και γύρω από τους πρώτους γαλαξίες.Σύμφωνα με τις νέες εκτιμήσεις, η εποχή του επαναϊονισμού άρχισε όταν το σύμπαν ήταν τουλάχιστον 250 εκατ. ετών και διήρκεσε το πολύ 500 εκατ. χρόνια, έχοντας ολοκληρωθεί όταν το σύμπαν ήταν 750 εκατ. ετών. Μέχρι τώρα, οι επιστήμονες δεν είχαν ενδείξεις πότε άρχισε η δεύτερη εποχή του ιονισμού, ενώ πίστευαν ότι είχε διαρκέσει περισσότερο, γύρω στα 750 εκατ. χρόνια.Η πιο σύντομη διάρκεια του επαναϊονισμού σημαίνει, κατά τους αστροφυσικούς, ότι οι τερατώδεις σε μέγεθος πρώτοι γαλαξίες, με πάνω από ένα δισεκατομμύριο άστρα ο καθένας, έπαιξαν ρόλο- κλειδί στην όλη διαδικασία.Το Τηλεσκόπιο του Νοτίου Πόλου έχει διάμετρο δέκα μέτρων, βρίσκεται στον σταθμό Αμούδσεν- Σκοτ της Ανταρκτικής και διευθύνεται από επιστήμονες του πανεπιστημίου του Σικάγο.

Πηγή: ΑΜΠΕ
 http://newscenter.berkeley.edu/2012/09/04/explosion-of-galaxy-formation-lit-up-early-universe/
 http://arxiv.org/abs/1111.6386