Honderden miljoenen jaren na de oerknal was het hele universum een dikke soep van waterstofatomen die in totale duisternis zwommen. Deze kosmische goulash was zo dicht dat het eerste licht van de eerste bestaande sterren er niet in kon doordringen - de waterstofmist absorbeerde en verspreidde het sterrenlicht eenvoudig in cirkels, waardoor het heelal in een kosmisch donker tijdperk werd gevangen als steeds meer sterren, sterrenstelsels en zwart gaten kwamen langzaam tot leven.
Dat veranderde allemaal na ongeveer 500 miljoen jaar, toen een grootse kosmische make-over genaamd het tijdperk van reionisatie begon. Toen oude sterrenstelsels steeds groter werden en krachtigere energie uitstraalden, begonnen ze de kosmische mist die hen omringde weg te branden door waterstofatomen te splitsen (of te ioniseren) in een plasma van vrije protonen en elektronen. Plots kon licht door de kosmos reizen - eerst door "bellen" van plasma die grote sterrenstelsels omringen, en daarna steeds verder naarmate meerdere bubbels zich begonnen uit te breiden en elkaar te overlappen.
Nu geloven astronomen voor het eerst dat ze drie van die mistwerende bubbels hebben ontdekt die hard aan het werk zijn om het universum te hervormen in een groep sterrenstelsels op 13 miljard lichtjaar afstand.
In een studie die deze week werd gepresenteerd op de American Astronomical Society-conferentie in Honolulu en voor publicatie werd ingediend in een aanstaande uitgave van The Astrophysical Journal, identificeerde een internationaal team van astronomen een drietal verre sterrenstelsels die een deel van het vroegste licht lijken uit te stralen. ooit waargenomen. De melkweggroep, EGS77 genaamd, dateert van ongeveer 680 miljoen jaar na de oerknal (ongeveer 5% van de huidige leeftijd van het universum van 13,8 miljard jaar) en lijkt te zijn omgeven door drie overlappende bellen van plasma - wat betekent dat deze baanbrekende sterrenstelsels mogelijk zijn geweest betrapt tijdens het reioniseren van hun hoek van het universum en het beëindigen van de kosmische donkere eeuwen.
"EGS77 heeft een grote bubbel gevormd waardoor het licht naar de aarde kan reizen", zegt co-auteur Vithal Tilvi, een onderzoeker aan de Arizona State University, in een verklaring. 'Uiteindelijk groeiden zulke bellen rond alle sterrenstelsels en vulden ze de intergalactische ruimte, waardoor het universum werd gereioniseerd en de weg werd vrijgemaakt voor licht om door de kosmos te reizen.'
Om deze oude mistopruimende sterrenstelsels te vinden, hebben de onderzoekers een klein deel van de ruimte onderzocht op de precieze golflengte van ultraviolet licht dat wordt uitgezonden door de eerste sterren, ook wel bekend als Lyman-alfa-emissies. Het licht begint bij een golflengte van 121,6 nanometer maar strekt zich na miljarden jaren door het zich uitbreidende heelal langzaam uit tot in het nabij-infrarode bereik (700 nanometer tot 1 millimeter), wat gemakkelijker te detecteren is met aardetelescopen.
Het onderzoek leverde drie overlappende stukjes ruimte op die de exacte golflengten leken uit te stralen die typisch zijn voor oude sterren die hun omgeving ioniseren. Het team vergeleek deze waarnemingen met gegevens van twee andere telescopen en bevestigde dat de sterrenstelsels ongeveer 13 miljard lichtjaar van ons verwijderd waren, waardoor ze de verste melkweggroep zijn die ooit is gedetecteerd, en ze op de grens van het tijdperk van reionisatie geplaatst.
"EGS77 is de eerste groep sterrenstelsels die betrapt wordt bij het opruimen van deze kosmische mist", aldus co-auteur James Rhoads van NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, in de verklaring.
