Βρέθηκε ένας χαμένος κρίκος στην ιστορία του σύμπαντος

Μια μελέτη από ένα πολύ μακρινό κβάζαρ δίνει επιτέλους τη δυνατότητα στους αστρονόμους να ψάξουν προσεκτικά στους λεγόμενους «Σκοτεινούς Αιώνες» του Σύμπαντος, μια εποχή λίγο μετά το Big Bang, όταν όμως το φως ήταν λιγοστό.

Το γεγονός ότι εκείνο το φως δεν παραγόταν σε μεγάλες ποσότητες σημαίνει ότι δεν υπάρχουν υπολείμματα της τότε ακτινοβολίας στα τηλεσκόπιά μας για να την αναλύσουμε. Ως εκ τούτου, για δεκαετίες, οι αστρονόμοι έμεναν στο σκοτάδι σχετικά με το τι γινόταν μεταξύ 13,75 δισεκατομμύρια χρόνια πριν και τη στιγμή που εμφανίστηκαν τα πρώτα

αστέρια στον Κόσμο.

Σύμφωνα με τις τελευταίες έρευνες, αυτό συνέβη περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια αργότερα. Κατά τη διάρκεια εκείνης της περιόδου, δεν υπήρχε κυριολεκτικά καμιά πηγή φωτός στο Σύμπαν, καθώς οτιδήποτε ήταν ακόμα μια ενιαία μάζα θερμού αερίου.

Όμως οι επιστήμονες μπορούν να ψάξουν πίσω στον χρόνο, αναλύοντας το φως που εκπέμπεται από τα κβάζαρ, τους εξαιρετικά φωτεινούς πυρήνες των πολύ απόμακρων, ενεργών γαλαξιών. Οι δομές αυτές περιέχουν στα κέντρα τους πάντα τεράστιες μαύρες τρύπες.

Οι αστρονόμοι στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ χρησιμοποίησαν τα δεδομένα που έχουν καταγραφεί στο φως από ένα κβάζαρ, για να αποκτήσουν περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τους Σκοτεινούς Αιώνες. Επίσης, μπόρεσαν να αναλύσουν το φως που εκπέμπεται από τη βίαιη έκρηξη – σουπερνόβα – που συνόδευσε το θάνατο ενός πολύ παλαιού άστρου μεγάλης μάζας.

Το αντικείμενο εκείνο είχε σχεδόν 25 φορές μεγαλύτερη μάζα από όσο ο ήλιος, λέει ο Max Pettini του ίδιου Πανεπιστημίου. Οι διαδρομές του αερίου που άφησε πίσω της η έκρηξη του σουπερνόβα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ψάξουμε βαθιά μέσα στην ιστορία του Κόσμου.

“Το φως που εκπέμπεται από ένα κβάζαρ μας δίνει ένα πλαίσιο βάσει του οποίου κάθε νέφος αερίου, που βρίσκεται στην πορεία του φωτός μπορεί να μετρηθεί," λέει ο Max Pettini .

“Ανακαλύψαμε λοιπόν μικροσκοπικά ποσά των στοιχείων που περιέχονται στο νέφος (που προέρχεται από την υπερκαινοφανή έκρηξη),  σε αναλογίες που είναι πολύ διαφορετικές από αυτές που συναντάμε σήμερα στα αστέρια,” εξηγεί ο Pettini.

«Το σημαντικότερο είναι ότι ο λόγος της μάζας του άνθρακα προς το σίδηρο είναι 35 φορές μεγαλύτερος από ό,τι μετριέται σήμερα στον ήλιο μας. Η σύνθεση αυτή μας επιτρέπει να συμπεράνουμε ότι το αέριο που απελευθερώθηκε από ένα αστέρι με 25-πλάσια μάζα από τον Ήλιο, αρχικά αποτελείται μόνο από υδρογόνο και ήλιο”, προσθέτει.

"Στην πραγματικότητα, αυτό το φως είναι ένα ‘απολίθωμα’, που μας δίνει ένα χαμένο κρίκο που μας έλειπε από τις απαρχές του Σύμπαντος", προσθέτει ο ερευνητής.

Σε συνεργασία με αστρονόμους από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια (Caltech), ο Max Pettini κατάφερε να χρησιμοποιήσει το φως που εκπέμπεται από το μακρινό κβάζαρ για να βρει τις ιδιότητες του αερίου που απέμεινε από την έκρηξη του σουπερνόβα.

Τα νέφη αερίου που βρίσκονται μεταξύ της Γης και εκείνου του αρχαίου κβάζαρ, που βασικά φωτίζονταν (έστω και ελάχιστα), έδωσαν στην ερευνητική ομάδα ένα εξαιρετικό μέσο για τη διεξαγωγή της έρευνας.

Πηγή: Daily Galaxy

____________________________________________________________________

Ο Κοσμικός Μεσαίωνας ονομάστηκε έτσι από τον Martin Rees

Μέχρι την εποχή των 380.000 χρόνων μετά το Big Bang (σύμφωνα με τις έρευνες του WMAP), η θερμοκρασία του σύμπαντος παρέμενε αρκετά υψηλή, ώστε να κρατά τα άτομα ιοντισμένα. Μέχρι τότε σε αυτή τη θάλασσα του κοσμικού πλάσματος, τα φωτόνια δεν είχαν τη δυνατότητα να ταξιδέψουν μακριά. Συνεχώς η ακτινοβολία αντιδρούσε με τα ελεύθερα ηλεκτρόνια και τα ιόντα και η ζωή τους ήταν μια συνεχής απορρόφηση, σκέδαση και επανεκπομπή.

Μετά από την εποχή αυτή η θερμοκρασία είχε πέσει γύρω στους 10⁴ βαθμούς Κέλβιν και η μέση ενέργεια γύρω στο 1 eV, κάτω από το δυναμικό ιονισμού των ατόμων. Βρήκαν λοιπόν την ευκαιρία και δημιουργήθηκαν ουδέτερα άτομα υδρογόνου και ηλίου.

Τα φωτόνια δεν εμποδίζονταν πια από τις συχνές αλληλεπιδράσεις με την ύλη (συζεύχθηκαν με φορτισμένα σωματίδια), και το σύμπαν, που μέχρι τότε ήταν αδιαφανές στα φωτόνια, έγινε διαφανές. Δηλαδή, μέχρι τότε δεν είχε τη δυνατότητα να διαφύγει – να διαχωριστεί – από την ύλη με αποτέλεσμα να μην μπορεί να μεταφέρει σε μας σήμερα τι συνέβαινε εκείνη την εποχή στο Σύμπαν (Κοσμικός Μεσαίωνας).

Η επικρατούσα μορφή ενέργειας μετά απ’ αυτό ήταν η μάζα (που περιείχε και σκοτεινή ύλη, η φύση της οποίας δεν έχει ακόμα εξακριβωθεί), ενώ στην προηγούμενη φάση ήταν η ακτινοβολία.

Όταν το σύμπαν ψύχθηκε ακόμα πιο πολύ, τότε τα ηλεκτρόνια ενώνονται μόνιμα με τους πυρήνες κι έτσι σχηματίζονται ουδέτερα άτομα. Το κοσμικό πλάσμα γίνεται ένα νέφος αερίων, κυρίως υδρογόνου και ηλίου, μέσα στο οποίο η ακτινοβολία – τα φωτόνια – μπορεί να ταξιδέψει ελεύθερα. Η ύλη δηλαδή διαχωρίζεται από την ακτινοβολία ή όπως λέμε τα φωτόνια υφίστανται την τελευταία τους σκέδαση. Έτσι το σύμπαν πέρασε από την κυριαρχία της ακτινοβολίας στην κυριαρχία της ύλης.

Αυτό σημαίνει ότι η συνεισφορά της ακτινοβολίας στην ολική ενέργεια του σύμπαντος μειώθηκε και αυξήθηκε η ενέργεια της ύλης.

Συγχρόνως δε φάνηκε και το πρώτο φως των άστρων και των γαλαξιών στο σκοτεινό μέχρι τότε Σύμπαν. Γιατί το σύμπαν έγινε 380.000 χρόνια μετά το Big Bang διαφανές στην ακτινοβολία, άρα μπορούν τα φωτόνια να μεταφέρουν πληροφορίες από το τότε σύμπαν σε μας σήμερα με τη μορφή της Κοσμικής Ακτινοβολίας Υποβάθρου (Κοσμική Αναγέννηση).

http://kalyterotera.blogspot.com