Met behulp van het nieuwste hulpmiddel van Hubble, de Cosmic Origins Spectrograph (COS), hebben onderzoekers ons begrip van de reionisatie van helium in het vroege heelal vastgehouden en verbeterd, waardoor het tijdsbestek van 11,7 tot 11,3 miljard jaar geleden, toen het universum de elektronen van de oertijd verwijderde, duidelijker werd. heliumatomen. Hubble-wetenschappers zeggen dat het het equivalent was van de opwarming van de aarde, behalve dat een hittegolf in die tijd door het hele vroege universum schoot en de groei van kleine sterrenstelsels gedurende bijna 500 miljoen jaar remde.
Het universum maakte meer dan 13 miljard jaar geleden een eerste hittegolf door toen energie van vroege massieve sterren koude interstellaire waterstof van de oerknal ioniseerde. Dit tijdperk wordt eigenlijk reionisatie genoemd omdat de waterstofkernen zich kort na het begin van het heelal in een geïoniseerde toestand bevonden.
Het duurde nog eens 2 miljard jaar voordat het universum bronnen van ultraviolette straling produceerde met voldoende energie om het helium dat in de oerknal werd geproduceerd, te reioniseren, dat het intergalactische gas verhitte en verhinderde dat het door zwaartekracht ineenstortte om nieuwe generaties sterren te vormen in sommige kleine sterrenstelsels. De sterrenstelsels met de laagste massa waren zelfs niet in staat hun gas vast te houden en het ontsnapte terug naar de intergalactische ruimte.
Deze straling kwam niet van sterren, maar van quasars, de schitterende kernen van actieve sterrenstelsels. In feite komt het tijdperk waarin het helium werd gereïoniseerd overeen met een voorbijgaande tijd in de geschiedenis van het universum waarin quasars het meest voorkwamen.
Michael Shull van de Universiteit van Colorado en zijn team waren in staat om de veelbetekenende spectrale absorptielijnen van helium te vinden in het ultraviolette licht van een quasar. Het quasar-baken schijnt licht door tussenliggende wolken van anders onzichtbaar gas, als een koplamp die door een mist schijnt. De bundel zorgt voor een kernmonstersonde van de gaswolken afgewisseld tussen sterrenstelsels in het vroege heelal.
Het was een rauwe tijd. Sterrenstelsels kwamen vaak met elkaar in botsing, en dit overspoelde superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels met invallend gas. De zwarte gaten zetten een deel van de zwaartekrachtenergie van deze massa woedend om in krachtige ver-ultraviolette straling die uit sterrenstelsels zou blazen. Dit verwarmde het intergalactische helium van 18.000 graden Fahrenheit tot bijna 40.000 graden. Nadat het helium in het universum was gereïoniseerd, koelde het intergalactische gas weer af en konden dwergstelsels de normale assemblage hervatten.
'Ik stel me voor dat er nog veel meer dwergstelsels zouden zijn ontstaan als er geen heliumreionisatie had plaatsgevonden', zei Shull.
Tot dusver hebben Shull en zijn team maar één zichtlijn om de heliumtransitie te meten, maar het COS-wetenschapsteam is van plan Hubble te gebruiken om in andere richtingen te kijken om te zien of de heliumreionisatie uniform in het hele universum heeft plaatsgevonden.
De resultaten van het wetenschapsteam worden gepubliceerd in het nummer van 20 oktober van The Astrophysical Journal.
Bron: HubbleSite
