Galaksija EBG-1 neobično je plava čak i među galaksijama iz vrlo ranog svemira. Nova, znatno dublja opažanja teleskopa James Webb pokazuju da uz takav spektar ima i razmjerno slab sjaj okolnog plina. Zajedno, ti tragovi podupiru mogućnost da iz nje izlazi velik dio zračenja sposobnog mijenjati vodik između galaksija.
U modelu koji najbolje povezuje opažanja taj udio doseže približno 85 posto. Riječ je o procjeni za ionizirajuće fotone, a ne za svu svjetlost galaksije. Astronomi njihovo izlaženje nisu izravno izmjerili, nego su ga zaključili usporedbom spektra s računalnim modelima.
Yunjing Wu i suradnici predstavili su rezultate u radu objavljenom 16. listopada, koji još nije prošao znanstvenu recenziju. Galaksija je poznata odranije, a nova analiza temelji se na četrnaest sati Webbovih opažanja.
Zašto je važno koliko svjetlosti napušta galaksiju
U ranom svemiru velik dio plina između galaksija sastojao se od neutralnog vodika. Zračenje dovoljno velike energije može iz njegova atoma izbaciti elektron. Taj se proces naziva ionizacijom, a velika preobrazba međugalaktičkog plina tijekom prve milijarde godina svemirske povijesti poznata je kao reionizacija.
Zvijezde mogu stvarati mnogo takvih fotona, ali to nije dovoljno da bi promijenile plin daleko izvan svoje galaksije. Zračenje najprije mora proći kroz njezin vlastiti plin. Ako se ondje apsorbira, ne pridonosi izravno ionizaciji međugalaktičkog prostora.
Zato astronomi istražuju i proizvodnju i izlaženje zračenja. Udio koji uspije napustiti galaksiju određuje koliko ona može pridonijeti ukupnom učinku. Kako se takve promjene odvijaju na velikim razmjerima, istražuju i modeli poput simulacije ranog svemira Lumina.
Plava boja koja se ne vidi običnim pogledom
Kad istraživači EBG-1 nazivaju plavom, opisuju oblik njezina ultraljubičastog spektra u vrijeme kada je svjetlost emitirana. Ne govore o boji kakvu bismo nužno vidjeli na fotografiji. Širenje svemira tu je svjetlost tijekom putovanja rastegnulo prema duljim, infracrvenim valnim duljinama, na kojima je Webb može proučavati.
Izrazito plav spektar može biti povezan s mladim zvijezdama, malom količinom prašine i slabijim doprinosom svjetlosti plina. No sama boja ne daje jedinstven odgovor. Zato su trebala bolja mjerenja spektralnih linija, uskih područja u kojima određeni atomi i ioni emitiraju zračenje.
Tim je instrumentom NIRSpec prikupio ukupno četrnaest sati opažanja u ožujku 2026. EBG-1 nalazi se iza skupa galaksija MACS0647, čija gravitacija djeluje kao prirodna leća i pojačava njezinu svjetlost.
Model povezuje boju sa slabijom emisijom plina
Nova mjerenja otkrila su jednu kisikovu liniju te naznaku vodikove linije H-beta, čija je jakost još nesigurna. Na temelju tih podataka autori procjenjuju vrlo malu zastupljenost kisika u odnosu na Sunce, približno tri posto Sunčeve vrijednosti. EBG-1 stoga pruža uvid u slabo kemijski obogaćeno okruženje ranih zvijezda.
Ako velik dio ionizirajućih fotona napusti galaksiju, manje ih ostaje za pobuđivanje njezina plina. Slabiji doprinos tog plina može pomoći objasniti i neobično plav ukupni spektar. Autori su tu vezu ispitali modelima BEAGLE, uspoređujući očekivanu svjetlost zvijezda i plina s opažanjima.
U njihovoj analizi prednost imaju modeli prema kojima galaksiju napušta više od približno 75 posto ionizirajućeg zračenja, dok se vrijednost oko 85 posto najbolje slaže s cjelinom mjerenja. Rezultat ovisi o pretpostavkama o zvijezdama i plinu te ga treba tumačiti zajedno s nesigurnostima opažanja. Posebno je mjerenje H-bete još slabo.
Da bi procijenili njihov doprinos reionizaciji, astronomi moraju ustanoviti koliko je takvih galaksija bilo i koliko je dugo iz njih izlazio tako velik udio zračenja. Nova opažanja EBG-1 daju im konkretniji primjer na kojem mogu provjeravati tu ideju.
