Kdy nastal konec temných věků a vesmír se rozzářil?
9.8.2016, Jan Vítek, aktualita
Do vesmíru už se pomalu chystá teleskop JWST, který má dohlédnout až ke konci temného věku vesmíru, po jehož skončení se rozzářily první hvězdy. Už nyní se díky satelitu ESA objevily další informace o tom, kdy přesně se to mělo stát.
Dnes už mají astronomové za to, že vědí, jak vypadal opravdu mladý vesmír, který se ukrývá za clonou svého temného věku. Jedná se o období, které stojí mezi vznikem atomárních obalů (cca 400.000 let po velkém třesku) a reionizací plynu díky vzniku prvních velkých hvězd (550 milionů let), kdy materiál ve vesmíru nezářil. Co se týče uváděných časových údajů, v jejich případě nebylo vůbec jasné, zda odpovídají skutečnosti. Tyto údaje se snaží upřesnit evropská ESA provozující Satelit Planck, jenž pomohl k přesnějšímu určení toho, kdy první hvězdy a galaxie dokázaly rozzářit vesmír, což je už dlouhá desetiletí trvající úsilí.
- klikněte pro zvětšení -
Scénář je takový, že před 13,8 miliardami let nastal velký třesk, po němž horký vesmír rychle zchladl a vznikly atomární obaly elektronů, jež do té doby interagovaly s fotony. Vlivem toho byly tyto interakce značně omezeny a nastalo období rekombinace, kdy se záření oddělilo od hmoty. Díky tomu se vytvořilo i tzv. záření pozadí, jež můžeme nyní pozorovat jako mikrovlny nesoucí otisky mladého vesmíru, jejž nelze pozorovat jinými známými způsoby. Na obrázku nahoře jde o období cca 400 let po vzniku vesmíru pozorovatelné v červeném posuvu z = 1089 (vrchní a spodní osa).
V temném věku se vesmír i nadále rozpínal, ale nebylo v něm nic, co by tvořilo světlo. Vesmír tedy postupně chladl a "horká polévka" z protonů a elektronů vytvořila rekombinací neutrální vodík. Vesmír se začal měnit, ovšem stále v něm nebylo nic, co by produkovalo viditelné světlo. Ke konci tohoto věku se však sílící fluktuace materiálu vlivem gravitace měnily v první hvězdy i galaxie. Jejich záření postupně ionizovalo vodík, jenž byl všude kolem, a vytvořilo plazmu, což mělo nastat 150 milionů až miliardu let po velkém třesku (červený posuv z = 20 až 6). Světlo se tehdy šířilo pomalu ve formě rostoucích bublin, které se postupně překrývaly a ukončily temný věk.
Jenomže právě určení konce temného věku, a tedy i délky jeho trvání, byla velká otázka. Pro její zodpovězení bylo využito sledování reliktního mikrovlnného záření vesmírného pozadí (CMB) vzniklého už v období rekombinace, jež odstartovala proces pomalého zprůhledňování vesmíru. Dále se využívá také pozorování prvních galaxií a kvasarů Právě sem vstupuje Satelit Planck se svým Gregoriho teleskopem. Dle jeho nejnovějších údajů měla reionizace a vznik prvních hvězd začít až o 55 milionů let později, než bylo dříve uváděno, což mohou astronomové říci kvůli tomu, že Planck se postupně naučil měřit daleko přesněji. První odhady přitom uváděly, že reionizace proběhla velice rychle, což by vyžadovalo neobvyklá a z našeho pohledu velice podivná vesmírná tělesa, jež by měla vesmír vyčistit, takže nové údaje Plancku přinášejí jistou úlevu a vysvětlení.
Astronomové tak uvádí, že první pozorovatelné galaxie už byly schopny reionizovat vesmír v souladu s tím, co nám o tom říká měření reliktního záření CMB. Planck tak odhalil, že vesmír byl ve svých 475 milionech letech ionizován ani ne z desetiny a ukázal i to, že tento proces skončil celkem rychle, a to během dalších 250 milionů let, což už je model, který odpovídá pozorováním prvních galaxií.
Zdroj: Astronomy
- klikněte pro zvětšení -
Scénář je takový, že před 13,8 miliardami let nastal velký třesk, po němž horký vesmír rychle zchladl a vznikly atomární obaly elektronů, jež do té doby interagovaly s fotony. Vlivem toho byly tyto interakce značně omezeny a nastalo období rekombinace, kdy se záření oddělilo od hmoty. Díky tomu se vytvořilo i tzv. záření pozadí, jež můžeme nyní pozorovat jako mikrovlny nesoucí otisky mladého vesmíru, jejž nelze pozorovat jinými známými způsoby. Na obrázku nahoře jde o období cca 400 let po vzniku vesmíru pozorovatelné v červeném posuvu z = 1089 (vrchní a spodní osa).
V temném věku se vesmír i nadále rozpínal, ale nebylo v něm nic, co by tvořilo světlo. Vesmír tedy postupně chladl a "horká polévka" z protonů a elektronů vytvořila rekombinací neutrální vodík. Vesmír se začal měnit, ovšem stále v něm nebylo nic, co by produkovalo viditelné světlo. Ke konci tohoto věku se však sílící fluktuace materiálu vlivem gravitace měnily v první hvězdy i galaxie. Jejich záření postupně ionizovalo vodík, jenž byl všude kolem, a vytvořilo plazmu, což mělo nastat 150 milionů až miliardu let po velkém třesku (červený posuv z = 20 až 6). Světlo se tehdy šířilo pomalu ve formě rostoucích bublin, které se postupně překrývaly a ukončily temný věk.
Jenomže právě určení konce temného věku, a tedy i délky jeho trvání, byla velká otázka. Pro její zodpovězení bylo využito sledování reliktního mikrovlnného záření vesmírného pozadí (CMB) vzniklého už v období rekombinace, jež odstartovala proces pomalého zprůhledňování vesmíru. Dále se využívá také pozorování prvních galaxií a kvasarů Právě sem vstupuje Satelit Planck se svým Gregoriho teleskopem. Dle jeho nejnovějších údajů měla reionizace a vznik prvních hvězd začít až o 55 milionů let později, než bylo dříve uváděno, což mohou astronomové říci kvůli tomu, že Planck se postupně naučil měřit daleko přesněji. První odhady přitom uváděly, že reionizace proběhla velice rychle, což by vyžadovalo neobvyklá a z našeho pohledu velice podivná vesmírná tělesa, jež by měla vesmír vyčistit, takže nové údaje Plancku přinášejí jistou úlevu a vysvětlení.
Astronomové tak uvádí, že první pozorovatelné galaxie už byly schopny reionizovat vesmír v souladu s tím, co nám o tom říká měření reliktního záření CMB. Planck tak odhalil, že vesmír byl ve svých 475 milionech letech ionizován ani ne z desetiny a ukázal i to, že tento proces skončil celkem rychle, a to během dalších 250 milionů let, což už je model, který odpovídá pozorováním prvních galaxií.
Zdroj: Astronomy
