Hubble, uz podršku JWST-a i VLT/MUSE, detektovao je jonizujuće UV zračenje iz galaksije MXDFz4.4. To je najranija zabeležena detekcija takve svetlosti — oko 250 miliona godina nakon završetka Epoke rejonizacije. Galaksija je izuzetno kompaktna (≈100× manje po površini od Mliječnog puta) ali formira zvezde ≈10× brže, što verovatno otvara kanale kroz koje jonizujuće zračenje može da pobegne. Potvrda udaljenosti zasnovana je na Lyman-alfa liniji iz jednog od najdubljih MUSE/VLT spektra.
Hubble Otkrio «Nemoguću» Svetlost Iz Najranije Galaksije MXDFz4.4
The galaxy MXDFz4.4 existed just 1.4 billion years after the Big Bang and likely helped clear the way for photon channels across the universe. | Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, Ilias Goovaerts (STScI), Marc Rafelski (STScI, JHU), Anton Koekemoer (STScI); Image Processing: Alyssa Pagan (STScI)
Astronomi su pomoću Hubble svemirskog teleskopa, uz ključnu podršku podataka sa James Webb Space Telescope (JWST) i Very Large Telescope (VLT/MUSE), detektovali jonizujuće ultraljubičasto (UV) zračenje iz galaksije označene kao MXDFz4.4. Ovo je najranija zabeležena detekcija takvog zračenja, stigla oko 250 miliona godina nakon završetka Epoke rejonizacije.
Zašto je ovo iznenađujuće
Stotine miliona godina nakon Velikog praska, međugalaktički prostor bio je ispunjen neutralnim vodonikom koji je delovao kao magla i blokirao jonizujuće UV svetlo. Otkriće svetla koje je uspelo da prodre kroz tu maglu iz galaksije udaljene toliko da potiče iz veoma rane faze univerzuma delovalo je doskora gotovo nemoguće.
"Ovo se smatralo nemogućim," rekao je Ilias Goovaerts (STScI), prvi autor studije. "Posebno je značajno što ova galaksija prozire kroz toliki međugalaktički medij. Nalazi se najdalje, pa ima najviše međugalaktičkog medija kroz koji svetlost mora da prođe."
Šta znamo o MXDFz4.4
MXDFz4.4 je izuzetno kompaktna galaksija: po površini je otprilike 100 puta manja od naše Galaksije (Mliječnog puta), ali formira zvezde oko 10 puta brže. Takva gustoća masivnih mladih zvezda verovatno stvara „kanale“ kroz koji energično jonizujuće zračenje može da pobegne iz galaksije i da se širi kroz međugalaktički prostor. Tim procenjuje da između ~50% i ~100% jonizujućeg zračenja iz galaksije uspeva da pobegne (tzv. escape fraction).
An illustration of the galaxy MXDFz4.4 as it appeared roughly 1.4 billion years after the Big Bang, when the Era of Reionization was drawing to a close. | Credit: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)
Kako je potvrđena distanca i signal
Ključ za potvrdu udaljenosti dao je izuzetno dubok spektar dobijen instrumentom MUSE na VLT-u, prikupljen tokom otprilike šest dana posmatranja. Spektar je detektovao Lyman-alfa emisionu liniju — karakterističan „otisak“ pobuđenog vodonika — što je omogućilo precizno određivanje udaljenosti galaksije. Detekcija se zasniva i na 40 sati veoma dubokih Hubble snimaka, uz detaljne JWST snimke koje pomažu u karakterizaciji zvezda i istorije formiranja zvezda u toj galaksiji.
Kako je otkriće nastalo
Otkrivanje je delimično bilo slučajno: Goovaerts je, pripremajući predlog za finansiranje, pretraživao postojeće duboke Hubble snimke i brzo uočio obećavajući signal. Iako je inicijalno uzbuđenje bilo brzo, bilo je potrebno još meseci rada da bi se izmerile sve osobine i proverile potvrde signala.
Značaj za razumevanje rejonizacije
Do sada nijedna druga galaksija iz ovog ranog perioda nije pokazala jasno detektabilno jonizujuće zračenje, pa je MXDFz4.4 za sada jedinstvena. Istraživači smatraju da slični kratkotrajni, intenzivni izboji formiranja zvezda mogli igrati važnu ulogu u razbijanju ranog vodoničnog „maglenja“ i da još mnoge takve galaksije čekaju da budu otkrivene.
Studija objavljena 23. juna u časopisu The Astrophysical Journal donosi detalje o otkriću i analizi podataka.
Pomozite nam da budemo bolji.
