すべては宇宙で最も単純な元素から始まりました。ビッグバンからわずか数十万年後、宇宙は陽子と電子が別々に移動するのをやめ、集まって形成できるほど冷えた。 水素原子は宇宙で最も単純な元素であり、陽子 1 つと電子 1 つです。
水素が満たされた空間は、巨大な宇宙の霧のように振る舞い始めました。最初の星や銀河が発する最もエネルギーの高い光を吸収し、それらをほとんど透過できないカーテンの後ろに隠しました。 何億年もの間、宇宙はかろうじて見えるほどの光る物体で満たされた場所でした。それは宇宙の暗黒時代でした。 宇宙はどうやってその暗闇から抜け出したのでしょうか？
その答えは、宇宙の再電離として知られるプロセスであり、歴史を永遠に変える変化でした。第一世代の星は、膨大な量の紫外線を放出し始めました。少しずつ、 その光は再び水素原子から電子を引き裂き、中性ガスをプラズマに変換し、宇宙を再び透明にしました。 まるで誰かが宇宙の幕を開けたかのようだった。再電離によって最初の銀河が誕生しなかったのは事実ですが、再電離によって初めて銀河を見ることができるようになりました。
しかし今日でも科学者たちは、どの天体がそのような変化を達成するのに十分な放射線を発生させたのか、誰が「幕を開ける」責任があるのかについて議論している。 このプロセスに関与する放射線は何に属しますか それはライマン連続体として知られており、今日でも検出するのは非常に困難です。 遠方の銀河が非常に暗いだけでなく、その光の多くは地球に到達する前に消えてしまうからです。
そのため、天文学者は、130 億年以上前に再電離がどのようにして起こったのかを理解するために、比較的近くにある銀河に注目することがよくあります。そしてそれが、The Astrophysical Journal に掲載された新しい研究の目的です。 著者らは、Ilias Goovaerts を中心に、 宇宙望遠鏡科学研究所、 ハッブル宇宙望遠鏡が正確に検出したことを発見しました 約110億光年離れた銀河（JADES-GS-z13-1-LAとして知られる）からのその種類の放射線。 分析の結果、紫外線の驚くほど高い割合が宇宙に逃げていることが示されており、最大 65% であり、このタイプの銀河で予想されるよりもはるかに高い値です。
これは、水素をイオン化できる光子の 3 つのうちほぼ 2 つが、自身のガスに吸収されずに銀河を離れることを意味します。まさにこの種の「リーク」こそが、最初の銀河が初期の宇宙を完全に変えることを可能にしたであろう。 グーヴァーツ氏のチームは、この銀河の激しい星形成活動がそれに関係しているのではないかと考えている。 大質量星は膨大な量の紫外線を発生し、その後超新星として爆発すると、放射線が宇宙に逃げる「窓」が開くことがあります。その結果、銀河は通常よりもはるかに透明になるでしょう。
この発見だけでは再電離の謎は解決されませんが、初期宇宙の一部の銀河が膨大な量の電離放射線を放出することができたという直接的な証拠は得られます。 もし彼らの多くが同じような行動をとったら、 彼らは、宇宙がどのようにして中性の水素で満たされた場所から、今日私たちが観測しているような無限に透明な空になったのかを説明できるかもしれません。
しかし、おそらく最も魅力的なのは銀河ではなく、光そのものです。これらの光子のそれぞれは、地球が存在すらしなかったときに銀河を離れました。約110億年にわたり、それを吸収できるガスに満ちた領域を横切り、それでもなんとかハッブル鏡に到達した。ライマン連続体の光子にとって、その旅はほとんど偉業です。そして、成功したものはほとんどないからこそ、私たちに届くそれぞれの情報には非常に貴重な情報が含まれています。 ライマン連続体の各光子から、それを放出した銀河がどのようなものであったかを推測することができます。、彼が脱出するために見つけたどのような道、そして彼が何十億年も経験してきた宇宙の状態さえも。彼に何を尋ねるべきかを知っておく必要があります。
