Otkriveno je ono što je astronomima dugo nedostajalo za jasniju sliku mladog svemira: golemi spremnici plina iz kojih su se hranile galaksije u razdoblju svojeg najbržeg rasta. U sklopu projekta HETDEX sada je identificirano više od 33.000 golemih vodikovih haloa oko galaksija kakve su postojale prije 10 do 12 milijardi godina, u epohi koju astronomi nazivaju kozmičko podne. Upravo u tom razdoblju galaksije su rasle najbrže, a bez velikih zaliha vodika takav razvoj ne bi bio moguć.
Do sada je bilo poznato tek oko 3.000 takvih struktura. Novi rad, objavljen u časopisu The Astrophysical Journal, povećao je taj broj više nego deseterostruko i time bitno promijenio sliku ranog svemira. Vodikovi halo-oblaci više se ne čine kao rijetke i neobične pojave, nego kao važan i raširen dio okoliša u kojem su nastajale prve velike galaktičke strukture.
Zašto su ostali skriveni
Problem je u tome što je vodik iznimno teško uočiti. Taj plin sam po sebi ne zrači tako da bi ga teleskopi lako izdvojili, ali može zasjati ako se nalazi blizu snažnih izvora energije, primjerice galaksija ispunjenih zvijezdama koje emitiraju ultraljubičasto zračenje. Da bi se takav sjaj uopće zabilježio, potrebna su vrlo precizna opažanja i mnogo vremena na instrumentima koji su stalno traženi.
Zbog toga su prijašnja istraživanja uglavnom uspijevala registrirati samo najsjajnije i najekstremnije primjere. S druge strane, ciljana promatranja ranih galaksija često su bila toliko usko fokusirana da su izvan kadra ostajali svi osim najmanjih haloa. Velik dio populacije, između tih dviju krajnosti, godinama je ostao praktički nevidljiv.
Tu prazninu sada popunjava HETDEX, punim nazivom “Eberly Telescope Dark Energy Experiment”, koji se provodi teleskopom Hobby-Eberly u opservatoriju McDonald. Iako mu je glavni cilj razumjeti tamnu energiju, projekt pritom bilježi i golemu količinu podataka o prostoru u kojem se nalaze udaljene galaksije. Karl Gebhardt, glavni istraživač HETDEX-a i pročelnik astronomije na Sveučilištu Texas u Austinu, navodi da je prikupljeno gotovo pola petabajta podataka, i to na području neba većem od 2.000 punih Mjeseca.
Instrument kojim se HETDEX služi u jednom opažanju proizvodi čak 100.000 spektara, ističe Dustin Davis, postdoktorand na istom sveučilištu i jedan od autora rada. Upravo ta širina i dubina podataka omogućile su astronomima da počnu pronalaziti ono što je ranijim pregledima promicalo.
Od oblaka do ameba
Novootkriveni halo-oblaci kreću se od desetaka tisuća do nekoliko stotina tisuća svjetlosnih godina u promjeru. Neki su razmjerno jednostavni i okružuju jednu galaksiju poput izduženog oblaka. Drugi su nepravilni, razgranati i obuhvaćaju više galaksija odjednom. Erin Mentuch Cooper, voditeljica podataka HETDEX-a i glavna autorica rada, opisala ih je kao goleme amebe s izdancima koji se pružaju u svemir.
Do tih su struktura došli tako što su među više od 1,6 milijuna ranih galaksija koje je HETDEX dosad zabilježio izdvojili 70.000 najsjajnijih. Potom su uz pomoć superračunala u Teksaškom centru za napredno računalstvo provjerili pokazuju li tragove okolnog haloa, odnosno zbijenog središnjeg dijela vodika i rjeđeg oblaka koji se širi izvan njega.
Pokazalo se da takve tragove ima gotovo polovica promatranih sustava. No i taj bi udio mogao biti prenizak. Kako upozorava Mentuch Cooper, najslabiji sustavi vjerojatno nisu dovoljno sjajni da bi do kraja otkrili stvarnu veličinu svojih haloa.
Značenje ovog otkrića ne svodi se samo na veći broj poznatih objekata. Astronomi sada prvi put imaju dovoljno velik uzorak da ozbiljnije ispituju kako su se razvijale strukture ranog svemira, kako je bila raspoređena tvar i kako su se galaksije kretale i rasle u razdoblju svojeg najvećeg uspona. Nakon desetljeća rada na malom broju istih primjera, problem više nije gdje pronaći takve halo-oblake, nego koji od 33.000 sustava prvi detaljno proučiti. Upravo bi to moglo odlučiti koji će modeli razvoja ranih galaksija opstati, a koji će morati biti odbačeni.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
