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.
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.
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.