ย้อนกลับไปในยามรุ่งอรุณของจักรวาล นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบกองอยู่บนของสัดส่วนจักรวาล กาแลคซีอย่างน้อย 21 แห่งซึ่งก่อตัวดาวฤกษ์ด้วยอัตรามหาศาล กำลังรวมตัวกันในระยะแรกของการก่อตัวของกระจุกกาแลคซี และทั้งหมดนี้เกิดขึ้นห่างออกไป 13 พันล้านปีแสง - เพียง 770 ล้านปีหลังจากนั้นบิ๊กแบงตัวมันเอง
นี่เป็นกระจุกดาวแรกสุดที่ถูกค้นพบ มีชื่อว่า LAGER-z7OD1 และปัจจุบันมันน่าจะพัฒนาไปเป็นกลุ่มกาแลคซีที่มีขนาด 3.7 ล้านล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์
โปรโตคลัสเตอร์ขนาดใหญ่เช่นนี้ ในช่วงต้นของจักรวาล - แทบจะไม่กระพริบตาเลยตั้งแต่ม่านแห่งชีวิตถูกยกขึ้น จักรวาลและทุกสิ่ง - อาจมีเบาะแสที่สำคัญบางประการเกี่ยวกับวิธีการที่ควันดึกดำบรรพ์หายไปและเปิดไฟแล้วโดยส่งแสงลอดผ่านอวกาศอย่างอิสระ
จักรวาลของเราเป็นสถานที่ที่เชื่อมโยงถึงกันอย่างหนาแน่น กาแลคซีอาจดูเหมือนค่อนข้างมีอยู่ในตัวเอง แต่มากกว่าครึ่งหนึ่งของกาแลคซีทั้งหมดถูกดึงดูดเข้าหากันด้วยแรงโน้มถ่วงเป็นกลุ่มหรือกลุ่ม ซึ่งเป็นโครงสร้างขนาดมหึมาที่มีตั้งแต่หลายร้อยถึงหลายพันกาแลคซี
ไม่ทราบจุดเริ่มต้นของกระจุกดาวดังกล่าวในเอกภพยุคแรกๆ พบโปรโตคลัสเตอร์แล้วเกือบจะไกลเช่น LAGER-z7OD1,บางตัวก็ใหญ่กว่ามากด้วยซ้ำบ่งชี้ว่ากระจุกดาวสามารถเริ่มรวมตัวกันได้เร็วกว่าที่เคยคิดไว้มาก
ทีมนักวิจัยที่นำโดยนักดาราศาสตร์ Weida Hu แห่งมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีนระบุว่า LAGER-z7OD1 มีความพิเศษ มันสามารถเปิดเผยเบาะแสเกี่ยวกับขั้นตอนที่ลึกลับที่สุดช่วงหนึ่งในประวัติศาสตร์ของจักรวาล: ยุคแห่งการแตกตัวเป็นไอออน
พบว่าปริมาตรรวมของฟองไอออไนซ์ที่เกิดจากกาแลคซีที่เป็นสมาชิกของมันนั้นเทียบได้กับปริมาตรของโปรโตคลัสเตอร์นั้นเอง ซึ่งบ่งชี้ว่าเรากำลังเห็นการรวมตัวกันของฟองแต่ละฟอง และสื่อระหว่างกาแลคซีภายในโปรโตคลัสเตอร์นั้นเกือบจะแตกตัวเป็นไอออนอย่างสมบูรณ์ "พวกเขาเขียนในกระดาษของพวกเขา-
"LAGER-z7OD1 จึงเป็นห้องปฏิบัติการทางธรรมชาติที่มีเอกลักษณ์เฉพาะสำหรับตรวจสอบกระบวนการรีออไนเซชัน"
คุณคงเห็นว่าอวกาศไม่ได้เป็นสถานที่ที่สวยงามและโปร่งสบายเหมือนทุกวันนี้เสมอไป ในช่วง 370 ล้านปีแรก มันเต็มไปด้วยหมอกร้อนของก๊าซไอออไนซ์ แสงไม่สามารถเดินทางผ่านหมอกนี้ได้อย่างอิสระ มันกระจัดกระจายอิเล็กตรอนอิสระออกไป และนั่นก็เป็นเช่นนั้น
เมื่อเอกภพเย็นลงเพียงพอ โปรตอนและอิเล็กตรอนก็เริ่มรวมตัวกันเป็นอะตอมไฮโดรเจนที่เป็นกลาง นี่หมายความว่าแสง - ไม่ใช่ว่ามีมากมายมากนัก - ในที่สุดก็สามารถเดินทางผ่านอวกาศได้
เมื่อดาวฤกษ์และกาแลคซีกลุ่มแรกเริ่มก่อตัว แสงอัลตราไวโอเลตของพวกมันได้รีไอออนไฮโดรเจนที่เป็นกลางที่มีอยู่ทั่วจักรวาล ครั้งแรกในฟองอากาศที่อยู่รอบๆ แหล่งกำเนิดรังสีอัลตราไวโอเลต และจากนั้นก็มีพื้นที่ใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ เมื่อฟองไอออนไนซ์เชื่อมต่อกันและทับซ้อนกัน ทำให้สเปกตรัมทั้งหมด รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อสตรีมได้อย่างอิสระ
ประมาณ 1 พันล้านปีหลังจากบิ๊กแบง จักรวาลก็ได้รับการรวมตัวใหม่อย่างสมบูรณ์ ซึ่งหมายความว่าการสำรวจเกินจุดนี้ (ห่างออกไปประมาณ 12.8 ปีแสง) เป็นเรื่องที่ท้าทายมากขึ้น แต่ก็หมายความว่ากระบวนการรีออไนเซชันเองนั้นยากที่จะเข้าใจด้วย
ตามหลักการแล้ว คุณต้องมีวัตถุสว่างจริงๆ ซึ่งรังสีไอออไนซ์สามารถตัดผ่านไฮโดรเจนที่เป็นกลางได้ และนั่นคือสิ่งที่ Hu และทีมงานของเขากำลังมองหาจาก Lyman Alpha Galaxies ในการสำรวจยุคแห่งการแตกตัวเป็นไอออน เหล่านี้เป็นกาแลคซีขนาดเล็กในเอกภพยุคแรกเริ่มก่อตัวดาวฤกษ์ด้วยอัตราที่บ้าคลั่ง ซึ่งหมายความว่าสามารถตรวจพบพวกมันได้ที่ระยะทางค่อนข้างมากเช่นกันภายในยุคแห่งการรีออไนเซชัน สิ่งนี้ทำให้พวกเขามีประโยชน์ในการซักถามในช่วงเวลานั้น
ในการค้นหา นักวิจัยพบ LAGER-z7OD1 ซึ่งเป็นบริเวณกาแลคซีหนาแน่นมากเกินไปในอวกาศสามมิติขนาด 215 ล้าน x 98 ล้าน x 85 ล้านปีแสง ปริมาตรนี้ประกอบด้วยกระจุกดาวย่อยที่แตกต่างกันสองแห่งรวมกันเป็นกระจุกดาวขนาดใหญ่แห่งเดียว โดยมีดาราจักรอย่างน้อย 21 แห่ง ซึ่ง 16 แห่งได้รับการยืนยันแล้ว
ปริมาตรรวมของอวกาศไอออไนซ์รอบกาแลคซีมีขนาดใหญ่กว่าปริมาตรของ LAGER-z7OD1 เล็กน้อย
“สิ่งนี้แสดงให้เห็นการทับซ้อนกันอย่างมากระหว่างแต่ละฟอง ซึ่งบ่งชี้ว่าฟองแต่ละฟองกำลังรวมตัวเป็นฟองขนาดยักษ์หนึ่งหรือสองฟอง”นักวิจัยเขียน-
ดังนั้นโปรโตคลัสเตอร์ไม่เพียงแต่เป็นตัวอย่างที่ดีเยี่ยมในประเภทของมัน โดยให้จุดข้อมูลใหม่สำหรับศึกษาว่าโครงสร้างเหล่านี้ก่อตัวและเกิดขึ้นได้อย่างไร เช่นเดียวกับการกำเนิดดาวฤกษ์ในจักรวาลยุคแรกเริ่ม แต่ยังเสนอหน้าต่างที่ไม่ซ้ำใครเข้าสู่กระจุกดาวในจักรวาล การก่อตัวและการรวมกันของฟองไอออไนซ์ในช่วงกลางยุคแห่งการรีออไนเซชัน
อย่างไรก็ตาม ข้อมูลเชิงลึกที่จะเกิดขึ้นนั้นยังไม่ถูกค้นพบ ตามที่นักวิจัยตั้งข้อสังเกต นั่นจะเป็นผลงานในอนาคต กล้องโทรทรรศน์ที่ทรงพลังกว่า ซึ่งจะสามารถสังเกตรายละเอียดปลีกย่อยของกระบวนการรีออไนเซชันได้ดีขึ้น
งานวิจัยของทีมได้รับการตีพิมพ์ในดาราศาสตร์ธรรมชาติ-
