Eine neue Studie, die Daten des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) verwendet, hat ergeben, dass eine kleine Anzahl von "leckigen" Galaxien in erster Linie für die kosmische Reionisation verantwortlich ist, den Prozess, der das neutrale Wasserstoffgas des Universums in seinen derzeitigen ionisierten Zustand verwandelte.
Die kosmische Reionisation fand etwa 600 Millionen bis 1 Milliarde Jahre nach dem Urknall statt, in dem ionisierendes ultraviolettes Licht von frühen Sternen und Galaxien den neutralen Wasserstoff des Universums erhitzte und in ionisiertes Plasma umwandelte.
Die Studie, die von der Astronomen Emma Giovinazzo von der Universität Genf geleitet wurde, konzentrierte sich auf das Verhalten von Lyman-Kontinuum-Photonen (LyC), ultraviolette Photonen mit Wellenlängen von weniger als 912 Angstroms, die Wasserstoffatome ionisieren können. Diese Photonen müssen aus Galaxien entweichen, um das intergalaktische Medium zu beeinflussen, aber die meisten werden von Gas und Staub in ihren Wirtsystemen absorbiert. Die Forscher wollten quantifizieren, wie oft solche Photonen entkommen und wie sie zum gesamten ionisierenden Budget des Universums beitragen. Durch die Untersuchung von Daten von 1.428 Galaxien, die vom JWST NIRShippec-Instrument beobachtet wurden, überspannen die Redshifts 5 bis 10, kategorisierte das Team Galaxien basierend auf ihrer Fähigkeit, Photonen zu ionisieren.
Sie identifizierten zwei verschiedene Gruppen: 20% der Stichprobe wurden als "starke Leaker" eingestuft, was bedeutet, dass sie eine Fluchtfraktion von ionisierenden Photonen von mehr als 10% hatten. Die restlichen 80% waren "schwache Leaker", die weniger dieser kritischen Photonen emittierten.
Bei niedrigeren Rotverschiebungen (z = 56),6) dominierten helle Galaxien die ionisierende Ausgabe, während bei höheren Rotverschiebungen (z > 6) sowohl helle als auch schwache Galaxien ähnlich beigetragen haben.
Sie betonen, dass weitere Beobachtungen, insbesondere aus tieferen Feldern, die von JWST oder zukünftigen Instrumenten wie dem Extremely Large Telescope (ELT) erfasst werden, entscheidend sein werden, um diese Modelle zu verfeinern.
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