כמעט בתחילת הזמן, היקום היה אפוף חושך. ואז, גלקסיות מוקדמות ייצרו כוכבים בהירים וחמים שהדלפו חלל אינטראגלאקטי מבריק דרך ערוצים קטנים והפכו את היקום לשקוף.
זו המסקנה מתמונות "מראה" מדהימות חדשות שצולמו בגלקסיה רחוקה המכונה קשת סאנברסט. כשהיקום היה רק תינוק, הוא היה מורכב מחלקיקים חמים אך מקררים במהירות. ברגע שהיקום התקרר מספיק, פרוטונים ואלקטרונים התחברו יחד ליצירת מימן נייטרלי, שכיסה את היקום בחושך, מה שהפך אותו לבלתי ניתן לעין בספקטרום האלקטרומגנטי, על פי מצפה הכוכבים של MIT Haystack. בתקופה זו, המכונה התקופות החשוכות, כל הקרינה שנפלטה נקלטה בגז המימן.
ואז, מיליארד שנים בערך אחרי המפץ הגדול, במהלך "תקופת הריוניזציה", טלטלה אנרגיה אדירה את הגז, הפילה אלקטרונים מכיוון אטומי המימן ויצרה פלזמה. יינון זה התרחש בזכות אור אולטרה סגול אנרגטי ש"סביר להניח שהגיע מכוכבים צעירים מאוד, בהירים מאוד, מאוד חמים וגם מאוד קצרי מועד בגלקסיות הראשונות ", אמר הכותב הראשי תוקר אמיל ריברה-תורסן, עמית פוסט-דוקטורט באוניברסיטה מאוסלו בנורווגיה. אבל לא ברור איך בדיוק אירוע היינון הזה קרה.
כדי להבין זאת, החוקרים פנו לגלקסיה המכונה "קשת השמש" (Sunburst Arc) היושבת במרחק של 11 מיליארד שנות אור משם (אם כי קשה לדעת בדיוק עד כמה היא רחוקה ביקום המתרחב.) קשת הסאנברסט לא ממש ריברה-תורסן אמרה כי ריברה-תורסן אמרה כי ריברה-תורסן הייתה מבוגרת מספיק כדי להיות אחת מהגלקסיות המוקדמות שחיברו מחדש את היקום, אך היא ישנה מספיק כדי להיות מסוגל ללמד את החוקרים משהו על התהליך.
במחקר קודם, ריברה-תורסן וצוותו בדקו באותות אור שמגיעים מקשת סאנברסט. כמה רמזים הציעו כי אור מיינן ברח מהגלקסיות המוקדמות הללו דרך כמה תעלות צרות, או חורים בשכבה אטומה אחרת המכסה את הגלקסיה. "אך איננו יכולים לומר שמצאנו זאת עד שנצפיתי בפועל ישירות," אמרה ריברה-תורסן ל- Live Science.
אז החוקרים הציעו לאתר את החורים הללו באמצעות טלסקופ החלל האבל ו"לה והנה, זה עבד ", אמרה ריברה-תורסן. קשת סאנברסט ממוקמת באופן שמקל על האבל לראות. מקבץ גלקסיות מתערב פועל כמו מיקרוסקופ קוסמי ומתכופף ומעצים אור מקשת סאנברסט - שאחרת יהיה קלוש מכדי לראות - כך שהאבל יכול להרים אותו בסדרת תמונות. השפעה זו, המכונה "עדשת כבידה", ניבאה על ידי תיאוריית היחסות הכללית של איינשטיין והיא חזקה במיוחד במקרה זה, מה שהוביל ל -12 תמונות כפולות של הגלקסיה.
חלק מהתמונות הללו צולמו בספקטרום האור הלא מיינן, ואחרות צולמו בספקטרום האור המיינן. באור המייננת, "בעצם כל מה שאתה יכול לראות זה נקודה אחת קטנה ואחרת אין כלום", אמר. "זה, אני חושב, היה אישור יפה מאוד להשערה שלנו - שזה כמו חור אחד בגלקסיה אחרת לגמרי לא שקופה ומכוסה על גז."
על פי החוקרים לראות כמה גורמים כדי לראות את האפקט הזה, וכך, "היה לנו מזל מאוד למצוא את הדבר הזה", אמרה ריברה-תורסן. לדוגמה, תמונות האבל תפסו במקרה את כל "החלקים העסיסיים" של הגלקסיה, כולל המקומות שבהם ברח האור המיינן. לא ברור מדוע או איך התעלות הצרות הללו נוצרו מלכתחילה.
מה שכן, בגלקסיות המודרניות יותר, "אנחנו לא באמת רואים הרבה מהקרינה המייננת הזו בורחת, אנחנו רואים קצת פה ושם," הוסיף. "אז משהו בתכונות הפיזיקליות של הגלקסיות הללו כנראה השתנה בצורה די דרמטית בין הזמן למיליארד שנה אחרי המפץ הגדול, אז הוחל מחדש היקום." בעבודה עתידית, ריברה-תורסן וצוותו רוצים להבין כיצד גלקסיות השתנו מאז תקופת המפץ הגדול.
יורי איזוטוב, אסטרונום במצפה האסטרונומי הראשי באוקראינה, "לא העיד על המחקר." העדויות להימלטות מקרינה מייננת הן משכנעות. הממצאים שלהם חשובים להבנת האופן בו אור דולף מהגלקסיות היוצרות כוכבים, והפרשנות שלהם לפיה האור דולף דרך חורים בגלקסיה "נראה סביר", אמר איזוטוב ל- Live Science.
בריאן קיטינג, פרופסור לפיזיקה מאוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו, שלא היה מעורב בעבודה, מסכים. "המקורות שייצרו את הפוטונים המייננים הראשונים של היקום כבר מזמן אפופים מסתורין", אמר קיטינג ל- Live Science. "עבודתם מניבה תובנות חדשות על החפצים הבלתי ניתנים לביצוע שנחשבו כמניעים העיקריים של תקופת הריוניזציה."
הממצאים פורסמו ב- 7 בנובמבר בכתב העת Science.
