Kako će NASA-in Roman Grace Roman teleskop osvijetliti kozmički zoru

Danas su ogromna prostranstva svemira kristalno jasna, no to nije uvijek bilo tako. U ranom svemiru postojala je gusta “magla” koja je skrivala prve zvijezde i galaksije. NASA-in nadolazeći teleskop Nancy Grace Roman istražit će prijelaz iz tog ‘mutnog stanja’ u svemir ispunjen zvijezdama, poznat kao kozmička zora.

---

“Nešto vrlo važno promijenilo se u svemiru tijekom tog razdoblja,” izjavila je Michelle Thaller, astrofizičarka u NASA-inom Goddard Space Flight Centeru. “Zahvaljujući Romanovom velikom i oštrom infracrvenom pogledu, možda ćemo konačno otkriti što se dogodilo tijekom ove ključne faze.”

Put iz tame u svjetlost

Nakon velikog praska, svemir je bio ispunjen česticama i zračenjem. Kako se širio i hladio, formirali su se neutralni atomi, uglavnom vodik i helij, što je omogućilo nastanak zvijezda i galaksija. Međutim, ti atomi su apsorbirali svjetlost, stvarajući “mračno doba” svemira.

Formiranje zvijezda i galaksija bio je dug proces. Čak i kada su zvijezde počele sjati, njihova svjetlost nije mogla daleko putovati jer su je neutralni atomi apsorbirali. Ovo razdoblje, poznato kao kozmičko mračno doba, trajalo je od oko 380.000 do 200 milijuna godina nakon velikog praska.

“Želimo razumjeti kako je ovaj proces tekao,” rekao je Aaron Yung iz Space Telescope Science Institutea, koji radi na planiranju Romanovih opažanja ranog svemira. “Romanov jasan pogled na duboki svemir pomoći će nam razjasniti različite teorije.”

Tko su glavni “krivci”?

Prve galaksije i crne rupe mogli bi biti odgovorni za energičnu svjetlost koja je razbila neutralne atome. Roman će istražiti oba ova potencijalna izvora.

“Roman će biti ključan za pronalaženje prvih struktura u svemiru, poput nakupina galaksija,” rekao je Takahiro Morishita iz Caltech/IPAC-a. “Brzo će identificirati najgušća područja, gdje je magla prvo nestala, što je važno za razumijevanje ranog razvoja galaksija.”

Najranije zvijezde bile su znatno masivnije od današnjih. Tijekom ranog svemira, gravitacija je stvarala zvijezde koje su bile stotine ili tisuće puta masivnije od Sunca, ispuštajući puno visokooenergetskog zračenja. Gravitacija je tada okupljala te zvijezde u galaksije, koje su mogle očistiti okolnu maglu.

“To možemo nazvati velikim događajem na početku svemira,” dodala je Thaller. “Iako nikad nismo vidjeli rođenje prvih zvijezda i galaksija, to je sigurno bilo spektakularno!”

Ove masivne zvijezde su brzo umirale, kolabirajući u crne rupe. Zbog manjih dimenzija ranog svemira, ove crne rupe su se mogle spajati u još veće, stvarajući supermasivne crne rupe.

Istraživanje kozmičke zore

Supermasivne crne rupe mogle su pomoći u čišćenju vodikove magle u ranom svemiru. Vrući materijal koji se vrtio oko crnih rupa u središtima aktivnih galaksija, zvanih kvazari, mogao je emitirati snažne mlazove zračenja, uništavajući atome na svom putu.

NASA-in Svemirski teleskop James Webb također istražuje kozmičku zoru, ali s užim vidnim poljem. Kombiniranjem Webbovih i Romanovih opažanja, znanstvenici će dobiti potpuniju sliku tog razdoblja.

Dosadašnja Webbova opažanja otkrila su više kvazara nego što se očekivalo. Romanov širi pogled pomoći će astronomima da utvrde koliko su kvazari zaista česti, potencijalno otkrivajući tisuće njih.

“S većim brojem opažanja, astronomi će moći testirati različite teorije inspirirane Webbovim nalazima,” istaknuo je Yung.

Romanov širok pogled na prvih nekoliko stotina milijuna godina svemira pomoći će znanstvenicima razumjeti ulogu različitih vrsta galaksija u procesu čišćenja magle. “Moguće je da su mlade galaksije započele proces, a kvazari ga završili,” zaključio je Yung.

Roman će, zajedno s Webbom, pružiti ključne uvide u način na koji su galaksije nastale iz primordijalnog plina i kako su supermasivne crne rupe u njihovim središtima utjecale na formiranje zvijezda i galaksija. Ova opažanja pomoći će otkriti tajne kozmičke zore i osigurati razumijevanje o tome kako je život na Zemlji postao moguć.