An artist's
depiction of a star and its companion black hole, known as an X-ray binary
system. These systems were responsible for heating the early universe in the
first few hundred million years after the Big Bang. Credit: ESA, NASA, Felix Mirabel
Σύμφωνα
με μία νέα μελέτη οι αρχέγονες μαύρες τρύπες που σχηματίστηκαν από τα πρώτα
άστρα, θέρμαναν το Σύμπαν αργότερα από ό,τι είχε υπολογιστεί. Εάν ευσταθεί αυτό
το συμπέρασμα, η διαδικασία αυτή θα πρέπει να έχει εντυπωθεί σε μία ακτινοβολία
ραδιοκυμάτων που οι επιστήμονες είναι σε θέση να παρατηρήσουν.
During this period,
the early universe was hot and opaque. Starting at about 379,000 years after
the Big Bang, the universe cooled enough so that light could separate from
matter and travel freely. In short, the universe became transparent. This photo
shows galaxy UDFy-38135539, one of the oldest and earliest galaxies yet found,
appearing just after the Dark Age at about 480 million years after the Big
Bang. Credit: NASA, ESA
Μετά
τη Μεγάλη Έκρηξη τα πρωτόνια και τα νετρόνια συνενώθηκαν δημιουργώντας άτομα
υδρογόνου το οποίο είναι και το πρωταρχικό στοιχείο στα αέρια που υπάρχουν στο
Σύμπαν. Οι ποσότητες υδρογόνου ήταν τόσο μεγάλες κατά τα πρώτα 100 εκατομμύρια
χρόνια του Σύμπαντος, που απορροφούσαν όλες τις ακτινοβολίες από γεγονότα
υψηλών ενεργειών, καθιστώντας το Σύμπαν εντελώς αδιαφανές.
In the 1960s Dutch
astronomer Maarten Schmidt identified strange deep-space objects, very bright
in radio wavelengths, which he termed "quasi-stellar radio sources." U.S.
astrophysicist Hong-Yee Chiu named the phenomena "quasars." Quasars
had been picked up in the 1950s by large Earth-bound antennas called radio
telescopes. When Schmidt measured the quasars' distance by studying the
redshift of their spectrum, what he found was astonishing. The objects were
billions of light-years away, and therefore had to be incredibly bright to be
detected on Earth. Later study showed that the mysterious quasars were active
galaxies that had formed very early in the history of the universe.
Gravitational collapse had caused matter to coalesce, eventually forming giant
black holes with the mass of billions of suns. A black hole sits at the center
of a quasar, collecting matter and heating it to become high-temperature plasma
that can be shot out into huge jets traveling close to the speed of light.that
light could separate from matter and travel freely. In short, the universe
became transparent. This photo shows galaxy UDFy-38135539, one of the oldest
and earliest galaxies yet found, appearing just after the Dark Age at about 480
million years after the Big Bang. Credit: Artist's conception of a quasar:
NASA/ESA; Maarten Schmidt photo: California Institute of Technology
Η
μεταγενέστερη δημιουργία των πρώτων γαλαξιών και η εκπομπή υπεριώδους
ακτινοβολίας ήταν που πυροδότησε τη διαδικασία του επαναϊονισμού, περίπου 400
εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όπου τα άτομα υδρογόνου έχασαν τα
ηλεκτρόνια τους (ιονίστηκαν) και το Σύμπαν έγινε πάλι διάφανο για τις
ακτινοβολίες υψηλών συχνοτήτων.
This picture was
created from images forming part of the Digitized Sky Survey 2. It shows the
rich region of sky around the young open star cluster NGC 2547 in the southern
constellation of Vela (The Sail). Credit:
ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin
Το
φως από τα πρώιμα άστρα δεν κατάφερε να αποφύγει αυτή τη Σκοτεινή Εποχή του
Σύμπαντος για περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Ωστόσο,
ακτινοβολία χαμηλότερων συχνοτήτων, μπορεί να δώσει στους επιστήμονες
πληροφορίες για το τι συνέβαινε εκείνη την εποχή.
According to a
group of scientists working at Tel Aviv University, black holes that served as
companions to some of the earliest stars may have taken longer to warm the
ancient universe than previously conjectured. The latest study was published in
the Feb. 5 issue of the journal Nature.
Μία
ομάδα επιστημόνων από τα πανεπιστήμια του Τελ Αβίβ, το École Normale Supérieure
στο Παρίσι και το πανεπιστήμιο Κολούμπια στη Νέα Υόρκη, μελέτησε την
ακτινοβολία ακτίνων χ που θα πρέπει θεωρητικά να εξέπεμπαν δυαδικά άστρα, ένα
εκ των οποίων είναι μαύρη τρύπα. Καθώς η μαύρη τρύπα έλκει υλικό από το άστρο
που περιφέρεται γύρω της, το υλικό αυτό επιταχύνει σε ταχύτητες που πλησιάζουν
την ταχύτητα του φωτός εκπέμποντας πολύ ισχυρή ακτινοβολία. Οι ακτίνες χ που
εξέπεμπαν αυτά τα συστήματα χρησίμευσαν για να θερμάνουν το αέριο υδρογόνο που
υπήρχε στο Σύμπαν.
Cosmic heating can
help directly investigate the earliest black holes, since it was likely driven
by star systems called "black-hole binaries." Reuters
Εάν
ισχύει η εικασία τους, τότε η ακτινοβολία αυτή θα πρέπει να μπορεί να
ανιχνευθεί με τη μορφή ραδιοκυμάτων, αφού τα άτομα υδρογόνου που θερμαίνοντας
από τις ακτίνες χ, επανέκπεμπαν την ενέργεια στο χαρακτηριστικό μήκος κύματος
των 21 cm. Για να ερευνήσουν την περίπτωση αυτή έχουν ήδη κινητοποιηθεί
ραδιοτηλεσκόπια στην Ολλανδία, την Αυστραλία και τη Νότιο Αφρική, τα οποία
μεταξύ άλλων θα ερευνήσουν και για αυτή την πιθανότητα. Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature:
Detecting the First Stars and Black Holes with
21-cm Cosmology.