Zvětšit obrázek

Kreslířova představa horkých, modrých hvězd tvořících trpasličí galaxii, kterou v ranném vesmíru obklopoval oblak vodíku (červeně). Kredit – David A. Aguilar (CfA)

Podle standardních kosmologických modelů vznikly ve vesmíru trpasličí galaxie, když jeho stáří činilo pouhých 100 až 200 miliónů let. V té době byl vesmír vyplněn oblaky neutrálního vodíku. A po počáteční, rychlé expanzi po Velkém třesku byl chladný. Neutrální atomy pohlcovaly záření hvězd. Proto se tomuto období vývoje vesmíru říká Temný věk.

Chladná hmota se nebránila gravitačnímu smršťování.Mohly tak vzniknout z dnešního pohledu velmi malé galaxie, obsahující materiál o hmotnost pouhých 100 miliónů hmotností Slunce. Ultrafialové záření první generace hvězd, které v těchto trpasličích galaxiích vznikly, ale postupně temnotu prosvítilo. Záření zbavilo vodíkové atomy elektronů a vzniklé ionty zároveň ohřálo, čímž se začaly pohybovat rychleji. Protože vesmír byl už po samotném Velkém třesku jednou ionizován, hovoříme nyní o procesu re-ionizace.

Horký plyn ovšem už nebylo snadné za pomoci gravitace „shromáždit“ a dlouhodobě udržet v menším množství. Poté, co proběhla re-ionizace, už bylo zapotřebí, aby vznikající galaxie obsahovala více než 10 miliard hmotností Slunce. Tvorba malých galaxií s několika miliardami hvězd tak byla potlačena na úkor galaxií nesrovnatelně větších. Alespoň tak hovoří teorie. Až doposud ale neexistovaly pozorovací důkazy, že tomu tak skutečně bylo.

Astronomové Stuart Wyithe (University of Melbourne) a Avi Loeb (Harvard University) zkoumali světlo vzdálených kvasarů, jež zazářily zhruba miliardu let po vzniku vesmíru. Rozměry tehdejších galaxií hodlali zjistit na základě toho, jaké množství záření těchto kvasarů tyto galaxie zablokovaly.

Přítomnost mezihvězdných oblaků vodíku lze prokázat studiem spekter kvasarů. Méně časté velké galaxie by způsobily velké variace v absorpci světla kvasarů ležících v různých směrech. Naopak, pokud by v tomto stádiu vývoje vesmíru dominovaly početné malé galaxie, fluktuace by byly malé.

Zvětšit obrázek

Slavná galaxie v Andromedě patří mezi opravdové galaktické obry. Současné odhady hovoří o tom, že obsahuje hmotu 700 až 1200 miliard hmotností Slunce. Kredit - T.A.Rector and B.A.Wolpa/NOAO/AURA/NSF

Avi Loeb vysvětluje, proč astronomy tato fáze vesmíru tolik zajímá: „Chceme studovat toto období, protože to byla doba, kdy se prapůvodní polévka vyvíjela v bohatou zoo objektů, které dnes vidíme.“

Ukázalo se, že galaxie, které vznikly po epoše opětovné ionizace, byly zhruba 100krát větší než trpasličí galaxie, o kterých se vědci domnívají, že tento proces spustily.

Stuart Wyithe využívá analogii místnosti, ve které všichni přítomní hovoří. „Pokud je v místnosti málo lidí, šum na pozadí je v některých částech místnosti hlasitější než v jiných. Pokud je ovšem místnost zaplněná, šum je všude stejný.“

Vzhledem k tomu, že ve světle kvasarů z raného stádia vesmíru jsou zřetelné fluktuace, připomínal tento vesmír spíše řídce obsazenou než plnou místnost. „Zjistili jsme, že fluktuace implikují řídce osídlený ranný vesmír,“ uzavírá Stuart Wyithe.

Astronomové doufají, že potlačení tvorby trpasličích galaxií v této fázi vývoje vesmíru budou schopni potvrdit s použitím nové generace dalekohledů. Rádiové teleskopy umožní odhalit vzdálený vodík, zatímco infračervené dalekohledy přímo ukáží světlo mladých galaxií. Vědci věří, že už za deset let si budou moci na Temný věk vesmíru „posvítit“.

Zdroje:
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
NewScientist.Com
Space.Com