Wczesny wszechświat był pełen wodoru. Teraz mamy na to dowody
Astronomowie od lat byli pewni, że wczesny wszechświat był pełen wodoru, paliwa dla pierwszych galaktyk. Problem w tym, że nie potrafili go zobaczyć. Teraz, dzięki ogromnemu projektowi obserwacyjnemu, odkryli dziesiątki tysięcy takich struktur.
Przez dekady był to jeden z najbardziej oczywistych elementów kosmicznej układanki. Wczesny wszechświat, młody, gorący i dynamiczny, miał być wypełniony wodorem, podstawowym "paliwem" do tworzenia gwiazd i galaktyk. Problem w tym, że astronomowie długo nie potrafili go zobaczyć. Teraz sytuacja się zmienia.
Odnaleziono tysiące rezerwuarów wodoru we Wszechświecie
Mowa o okresie sprzed 10-12 miliardów lat, nazywanym przez naukowców "kosmicznym południem". To czas, gdy galaktyki rosły najszybciej. Aby to było możliwe, potrzebowały ogromnych rezerwuarów wodoru. Te miały przyjmować formę rozległych halo, czyli chmur gazu otaczających galaktyki.
Do niedawna znano jednak zaledwie kilka tysięcy takich struktur. Nowe badania opublikowane w The Astrophysical Journal zwiększają tę liczbę ponad dziesięciokrotnie - do przeszło 33 tysięcy. To wyraźnie pokazuje, że one nie są rzadką ciekawostką, ale były powszechnym elementem młodego wszechświata.
Dlaczego tak trudno je zobaczyć?
Wodór nie świeci sam z siebie, dlatego jego wykrycie jest wyjątkowo trudne. Staje się widoczny dopiero wtedy, gdy pobudzają go intensywne źródła energii, na przykład młode gwiazdy emitujące promieniowanie ultrafioletowe. Wtedy zaczyna delikatnie świecić.
Dotychczasowe obserwacje rejestrowały głównie najjaśniejsze i najbardziej ekstremalne przypadki. Reszta (żeby było ciekawie - znacznie liczniejsza) pozostawała poza zasięgiem instrumentów albo umykała przez zbyt wąskie pole widzenia teleskopów.
Przełom dzięki jednemu z największych teleskopów
Zmianę przyniósł projekt HETDEX, wykorzystujący Hobby-Eberly Telescope - jeden z największych teleskopów na świecie. Dzięki ogromnej skali obserwacji naukowcy mogli nie tylko znaleźć więcej halo, ale też dokładniej je opisać.
- Przez ostatnie około 20 lat analizowaliśmy wciąż tę samą garstkę obiektów. HETDEX pozwala nam znaleźć znacznie więcej takich halo i mierzyć ich kształty oraz rozmiary. To naprawdę umożliwiło stworzenie niezwykłego katalogu statystycznego - mówi dr Erin Mentuch Cooper.
Quiz wiedzy o kosmosie. Sprawdź, co wiesz o Wszechświecie
Nowo odkryte struktury mają rozmiary od dziesiątek do setek tysięcy lat świetlnych. Niektóre przypominają proste, owalne obłoki wokół pojedynczych galaktyk, inne są nieregularne i rozciągnięte, obejmując wiele układów gwiezdnych.
- To są te najciekawsze. Wyglądają jak gigantyczne ameby z wypustkami rozciągającymi się w przestrzeń - dodaje badaczka.
Co dalej z odkryciem?
Zespół podkreśla, że to dopiero początek. Tak duża próbka pozwoli wreszcie testować modele opisujące powstawanie galaktyk i ich ewolucję.
- Istnieją różne modele galaktyk z tego okresu, które w dużej mierze działają i wydają się sensowne, ale mają luki - tłumaczy dr Dustin Davis. - Teraz możemy skupić się na pojedynczych halo i zobaczyć z większą dokładnością fizykę i mechanikę tego, co się tam dzieje. A potem poprawić modele albo je odrzucić i spróbować od nowa.
Źródło: Uniwersytet Teksański w Austin
Publikacja: Erin Mentuch Cooper i in., Mgławice Lyα w HETDEX: Największy spis statystyczny łączący halo i plamy Lyα w Kosmicznym Południu, The Astrophysical Journal (2026). DOI: 10.3847/1538-4357/ae44f3
