Ved hjælp af Hubbles nyeste værktøj, Cosmic Origins Spectrograph (COS), har forskere spikret ned og forbedret vores forståelse af reioniseringen af helium i det tidlige univers og klarlagt tidsrammen for 11,7 til 11,3 milliarder år siden, da universet fjernede elektroner fra urskabet heliumatomer. Hubble-forskere siger, at det svarede til den globale opvarmning, bortset fra at en hetebølge sprængte gennem hele det tidlige univers på det tidspunkt og hæmmede væksten af små galakser i næsten 500 millioner år.
Universet gennemgik en første varmebølge for over 13 milliarder år siden, da energi fra tidlige massive stjerner ioniserede koldt interstellært brint fra Big Bang. Denne epoke kaldes faktisk reionisering, fordi brintkernerne oprindeligt var i en ioniseret tilstand kort efter universets begyndelse.
Det tog yderligere 2 milliarder år, før universet producerede kilder til ultraviolet stråling med tilstrækkelig energi til at genionisere helium produceret i Big Bang, som opvarmede intergalaktisk gas og hæmmede den fra at tyngdepunkt kollapsede til at danne nye generationer af stjerner i nogle små galakser. Galakser med laveste masse var ikke engang i stand til at holde fast i deres gas, og den slap tilbage i intergalaktisk rum.
Denne stråling kom ikke fra stjerner, men snarere fra kvasarer, de strålende kerner af aktive galakser. Faktisk svarer epoken til helion, hvor heliet blev genudviklet, en forbigående tid i universets historie, da kvasarer var mest rigelige.
Michael Shull fra University of Colorado og hans team var i stand til at finde de berettigede heliumspektrale absorptionslinjer i det ultraviolette lys fra en kvasar. Quasar-fyret lyser gennem mellemliggende skyer af ellers usynlig gas, som en forlygte, der skinner gennem en tåge. Strålen giver mulighed for en kerneprøvesonde af gasskyer, der er ispelt mellem galakser i det tidlige univers.
Det var en voldsom tid. Galakser kolliderede ofte, og dette engorged supermassive sorte huller i galakernes kerner med infalling gas. De sorte huller konverterede rasende en del af denne masses gravitationsenergi til kraftig langt ultraviolet stråling, der ville brænde ud af galakser. Dette opvarmede det intergalaktiske helium fra 18.000 grader Fahrenheit til næsten 40.000 grader. Efter at helium blev genoptaget i universet, afkøles intergalaktisk gas igen, og dværg galakser kunne genoptage normal samling.
”Jeg kan forestille mig, at der er dannet en hel del flere dværggalakser, hvis heliumreionisering ikke havde fundet sted,” sagde Shull.
Indtil videre har Shull og hans team kun én synslinje til at måle heliumovergangen, men COS-videnskabsteamet planlægger at bruge Hubble til at kigge i andre retninger for at se, om heliumreioniseringen ensartet fandt sted i hele universet.
Videnskabsteamets resultater offentliggøres i 20. oktober-udgaven af The Astrophysical Journal.
Kilde: HubbleSite
