ハッブルの最新のツールであるCosmic Origins Spectrograph（COS）を使用して、研究者たちは初期宇宙におけるヘリウムの再イオン化の理解を深め、強化し、宇宙が原始から電子を剥奪した11.7〜113億年前の時間枠を明らかにしましたヘリウム原子。ハッブルの科学者たちは、それが地球温暖化に相当すると言っていましたが、熱波が当時の初期宇宙全体を爆破し、小さな銀河の成長を約5億年間阻害しました。
宇宙は、130億年以上前に初期の大規模な星からのエネルギーがビッグバンからの冷たい星間水素をイオン化したときに最初の熱波を通過しました。このエポックは、実際には再イオン化と呼ばれています。これは、水素の原子核が、宇宙の始まり直後に元々イオン化された状態にあったためです。
ビッグバンで生成されたヘリウムを再イオン化するのに十分なエネルギーを備えた紫外線源が宇宙から生成されるまでにさらに20億年かかりました。これにより、銀河間ガスが加熱され、重力によって崩壊していくつかの小さな銀河で星の新世代を形成するのを阻止しました。質量の最も低い銀河はガスをつかむことさえできず、銀河間空間に戻ってきました。
この放射は星からではなく、活発な銀河の輝かしいコアであるクエーサーからのものでした。実際、ヘリウムが再イオン化された時代は、クエーサーが最も豊富だった宇宙の歴史における一時的な時期に対応します。
コロラド大学のマイケルシュルと彼のチームは、クエーサーからの紫外光の中にあるヘリウムのスペクトル吸収線を見つけることができました。クエーサービーコンは、霧の中を照らすヘッドライトのように、間に見えないガスの間にある雲を通して光を照らします。ビームは、初期宇宙の銀河間に散在するガスの雲のコアサンプルプローブを可能にします。
騒々しい時期でした。銀河は頻繁に衝突し、これは銀河の中心部にあるガスの侵入により、超巨大ブラックホールを巻き込みました。ブラックホールはこの質量の重力エネルギーの一部を猛烈に変換し、銀河から燃え上がる強力な遠紫外線に変換しました。これにより、銀河間ヘリウムが華氏18,000度から40,000度近くまで加熱されました。ヘリウムが宇宙で再イオン化された後、銀河間ガスは再び冷却され、矮小銀河は通常の組み立てを再開することができました。
「ヘリウムの再イオン化が起こらなかった場合、かなり多くの矮小銀河が形成されたと思います」とシュル氏は述べた。
これまでのところ、シュルと彼のチームはヘリウム遷移を測定するための視線を1つしか持っていませんが、COS科学チームは、ハッブルを使用して他の方向を調べ、ヘリウムの再イオン化が宇宙全体で均一に行われたかどうかを確認する予定です。
科学チームの結果は、The Astrophysical Journalの10月20日号に掲載されます。
ソース：ハッブルサイト
