Skoraj na začetku časa je bilo vesolje zagrnjeno v temo. Potem so zgodnje galaksije ustvarile svetle, vroče zvezde, ki so skozi majhne kanale puščale sijajne svetlobe medgalaktičnega prostora in spremenile vesolje prozorno.
To je zaključek iz čudovitih novih "zrcalnih" posnetkov oddaljene galaksije, znane kot Sončni prah. Ko je bilo vesolje le dojenček, so ga sestavljali vroči, a hitro hladijoči delci. Ko se je vesolje dovolj ohladilo, so se protoni in elektroni združili, da so tvorili nevtralni vodik, ki je vesolje prekril v temi, zaradi česar je bil v elektromagnetnem spektru neopazen, po MIT-ovem observatoriju Haystack. V tem obdobju, znanem kot temne dobe, je vsako sevanje, ki ga je oddajalo, absorbiral vodikov plin.
Potem, milijardo ali več let po velikem udaru, je v času "Epohe reionizacije" ogromen nalet energije ioniziral plin, ki je odvrgel elektrone iz vodikovih atomov in ustvaril plazmo. Ta ionizacija se je zgodila zahvaljujoč energijski ultravijolični svetlobi, ki je "najverjetneje prišla iz zelo mladih, zelo svetlih, zelo vročih in tudi zelo kratkotrajnih zvezd v prvih galaksijah," je povedal glavni avtor Thøger Emil Rivera-Thorsen, podoktorski univerza na univerzi iz Osla na Norveškem. Ni pa jasno, kako točno se je zgodil ta ionizacijski dogodek.
Da bi to ugotovili, so se raziskovalci usmerili v galaksijo, imenovano "lok sonca", ki leži približno 11 milijard svetlobnih let daleč (čeprav je težko natančno vedeti, kako daleč je v razširjajočem se vesolju.) Sunburst lok ni ravno dovolj stara, da je ena izmed zgodnjih galaksij, ki je ponovno oživela vesolje, vendar je dovolj stara, da lahko raziskovalce nauči nekaj o tem procesu, je dejala Rivera-Thorsen.
V prejšnji študiji sta Rivera-Thorsen in njegova ekipa gledala svetlobne signale, ki prihajajo iz loka Sunburst Arc. Nekaj namigov je kazalo, da je ionizirajoča svetloba ušla iz teh zgodnjih galaksij skozi nekaj ozkih kanalov ali lukenj v sicer neprozornem plašču, ki pokriva galaksijo. "Toda ne moremo reči, da smo to ugotovili, dokler tega dejansko nismo opazovali," je Rivera-Thorsen povedala za Live Science.
Tako so raziskovalci predlagali odkrivanje teh lukenj s vesoljskim teleskopom Hubble in "glej, delovalo je," je dejala Rivera-Thorsen. Sunburst lok je nameščen tako, da Hubble olajša videnje. Vmešana kopica galaksij deluje kot kozmični mikroskop in upogiba ter povečuje svetlobo iz Sončevega loka - kar bi sicer bilo preveč slabo videti - da bi ga Hubble lahko pobral v vrsti slik. Ta učinek, imenovan "gravitacijsko leče", je napovedovala Einsteinova teorija splošne relativnosti in je v tem primeru še posebej močan, kar vodi do 12 podvojenih slik galaksije.
Nekatere od teh posnetkov so bile posnete v spektru neionizirne, vidne svetlobe, druge pa v spektru ionizirajoče svetlobe. Glede ionizirajoče svetlobe je "v bistvu vse, kar lahko vidite, ena majhna točka, sicer pa nič", je dejal. "Mislim, da je bila to zelo lepa potrditev naše hipoteze - da je to kot ena luknja v sicer popolnoma nepregledni, s plinom pokrita galaksija."
Več dejavnikov se je moralo določiti, da so raziskovalci videli ta učinek, in tako smo "imeli neverjetno srečo, da smo to našli", je dejala Rivera-Thorsen. Hubblove slike so na primer zajele vse "sočne koščke" galaksije, vključno s kraji, kamor je ionizirajoča svetloba ušla. Ni jasno, zakaj ali kako so se ti ozki kanali oblikovali.
Še več, v sodobnejših galaksijah "resnično ne vidimo, da se veliko ionizirajočega sevanja izteka, tu in tam malo opazimo," je dodal. "Torej se je moralo nekaj o fizikalnih lastnostih teh galaksij precej dramatično spremeniti v času približno 1 milijarde let po velikem udaru, ko je bilo vesolje ponovno oživljeno." V prihodnjem delu želita Rivera-Thorsen in njegova ekipa ugotoviti, kako so se galaksije spremenile od časa velikega poka.
"Dokazi za izogibanje ionizirajočemu sevanju so prepričljivi," je dejal Jurij Izotov, astronom z Glavnega astronomskega observatorija v Ukrajini, ki ni bil del študije. Njihove ugotovitve so pomembne za razumevanje, kako svetloba pušča skozi galaksije, ki tvorijo zvezde, in njihovo razlago, da svetloba pušča skozi luknje v galaksiji, "izgleda smiselno," je Izotov povedal Live Science.
Brian Keating, profesor fizike na kalifornijski univerzi v San Diegu, ki ni bil vključen v delo, se strinja. "Viri, ki so ustvarili prve ionizirajoče fotone v vesolju, so že dolgo zaviti v skrivnost," je Keating povedal Live Science. "Njihovo delo prinaša obetavne nove vpoglede v nedopustne predmete, za katere se misli, da so glavni gonilni dobi epohe reionizacije."
Ugotovitve so bile objavljene 7. novembra v reviji Science.
