Galaxii dense sculptează un „bule” în universul timpuriu, sugerează datele JWST
Observațiile realizate cu telescopul spațial James Webb (JWST) au identificat un candidat de supradensitate galactică în universul timpuriu, o structură care ar putea oferi indicii despre modul în care cosmosul a trecut de la o etapă opacă la una transparentă. Descoperirea, bazată pe datele sondei JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey), este descrisă într-un studiu publicat în The Astrophysical Journal, sub conducerea lui Zihao Wu, de la Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian.
Cercetătorii au raportat un candidat de supradensitate galactică la un deplasament spre roșu de aproximativ 10,5, adică o etapă situată în primii 500 de milioane de ani de la Big Bang. Structura cuprinde 18 galaxii grupate într-o configurație comobilă, cu o densitate de patru ori mai mare decât media câmpului galactic. Potrivit autorilor, această regiune concentrează aproximativ o treime dintre galaxiile comparabile ca luminozitate și aproape jumătate din rata totală de formare stelară din zona și intervalul de deplasament spre roșu analizate în câmpul GOODS-S.
Analiza arată că galaxiile din această supradensitate au mai mulți companionii apropiați și substructuri decât galaxiile din câmpul larg, ceea ce sugerează interacțiuni mai frecvente. Masele stelare și ratele de formare stelară sunt ușor mai ridicate decât cele ale galaxiilor izolate, dar rămân în limitele așteptărilor pentru această perioadă. Cu toate acestea, cercetătorii au observat un fenomen neobișnuit: emisia Lyman-alpha, o linie spectrală ultravioletă produsă de hidrogen, pare să fie transmisă printr-o regiune cu proprietăți speciale.
În mod normal, radiația Lyman-alpha este ușor împrăștiată de hidrogenul neutru, ceea ce face detectarea ei în universul timpuriu extrem de dificilă, deoarece ar fi blocată sau puternic atenuată. Datele fotometrice sugerează însă o variație spațială a transmisiei Lyman-alpha, un model compatibil cu formarea unei bule ionizate cu o rază de aproximativ 6 megaparseci comobili. Semnalul este mai puternic în centrul supradensității și scade spre periferie, ceea ce ar putea indica faptul că radiația devine vizibilă la limita unei bule de reionizare.
Reionizarea cosmică reprezintă etapa în care primele stele și galaxii au început să ionizeze hidrogenul din universul primordial, transformând un mediu opac și întunecat într-unul transparent pentru fotoni. Dacă va fi confirmată, variația spațială a transmisiei Lyman-alpha ar marca cea mai timpurie bulă ionizată produsă de o supradensitate galactică identificată până în prezent, oferind un cadru rar pentru studierea structurii bulelor de ionizare.
Autorii subliniază însă că rezultatele nu sunt concluzii ferme, deoarece se bazează exclusiv pe date spectroscopice. Pentru a verifica ipoteza, cercetătorii plănuiesc să observe din nou această regiune cu JWST și cu observatorul ALMA, vizând emisia de hidrogen-alpha și oxigen dublu ionizat. Aceste observații viitoare ar urma să cartografieze structura tridimensională a supradensității și să testeze în mod direct rolul ei în reionizarea cosmică din primii 500 de milioane de ani ai universului.
