RANI svemir je bio dosta mračan s obzirom da je bio pun vodika koji blokira svjetlost. Tek kada su se pojavile prve zvijezde i počele obasjavati svoju okruženje UV zrakama pojavilo se svjetlo. To se dogodilo tijekom Epohe reionizacije, procesa koji je uzrokovao reionizaciju materije u svemiru nakon završetka "mračnog doba". No i prije ove epohe, kroz tamu se probijala specifična i tajanstvena vrsta svjetlosti - Lyman-alfa zračenje.

Znanstvenici su dugo vremena pokušali saznati odakle dolaze te emisije? Lyman-alfa zračenje se pojavljuje u UV rasponu i dolazi od atoma vodika. Astronomi su spektralne ovih emisija nazvali Lyman-alfa šumom. "Jedno od velikih misterija bilo je svjetlo iz atoma vodika u vrlo ranom svemiru, koje je trebalo u potpunosti blokirati netaknuti neutralni plin koji je nastao nakon Velikog praska", rekao je kozmolog Callum Witten sa Sveučilišta Cambridge u Velikoj Britaniji. 

"Tamo gdje je Hubble vidio samo veliku galaksiju, Webb vidi skupinu manjih galaksija"

Znanstvenicima je pri pronalaženju rješenja za ovaj fenomen pomogao svemirski teleskop James Webb (JWST). Radi se o revolucionarnom, devet milijardi dolara vrijednom infracrvenom svemirskom teleskopu koji je sto puta osjetljiviji od teleskopa Hubble.  

JWST uglavnom promatra svemirska prostranstva u infracrvenom spektru, što mu omogućuje da prodre kroz oblake plina i prašine i može detektirati fotone koje su oslobodile zvijezde u prvim galaksijama. Hubble je funkcionirao prvenstveno na optičkim i ultraljubičastim valnim duljinama. 

"Tamo gdje je Hubble vidio samo veliku galaksiju, Webb vidi skupinu manjih galaksija u međusobnoj interakciji. To je utjecalo na naše razumijevanje neobičnih emisija vodika iz nekih od prvih galaksija", rekao je Sergio Martin-Alvarez sa Sveučilišta Stanford, a prenosi Universe Today.

Simulacija galaktičkih spajanja i njihovih interakcija

Rane galaksije su bile ogromne industrije stvaranja zvijezda i bogat izvor Lyman-alfa emisija. Većinu emisija blokirao je primordijalni neutralni vodik koji je ispunjavao prostor između galaksija u ranom svemiru. Većina objekata koji emitiraju Lyman-alfa zračenje su galaksije s obližnjim susjedima što ukazuje na to da iza Lyman-alfa emisija stoje galaktička spajanja i njihovo obilno stvaranje zvijezda. 

Znanstvenici su testirali ovu ideju putem simulacije galaktičkih spajanja i njihovih interakcija. Simulacija je pokazala da su zvijezde koje su emitirale Lyman-alfa zračenje stvorile područja ioniziranog vodika unutar neutralnog vodika koji blokira svjetlost, a koja su propuštala Lyman-alfa emisije.  

Istraživanje je pokazalo da je u ranom svemiru bilo više galaktičkih spajanja nego što smo mogli vidjeti prije pojave JWST-a. Ta spajanja, interakcije i obilno stvaranje odgovorni su za stvaranje Lyman-alfa emisija i njihovo prodiranje kroz tamu ranog svemira. 

Studija naziva AstroSat detection of Lyman continuum emission from a z = 1.42 galaxy objavljena je u časopisu Nature Astronomy.