Hubble avslører hvordan en ung galakse feide bort den kosmiske tåken

Størrelse og stjernedannelse: Hubbles detaljerte bilder i synlig lys avslører at galaksen inneholder tett klyngede unge stjerner . Flere utbrudd av stjernedannelse har ryddet gassen i og rundt MXDFz4.4, noe som lar det kraftige ultrafiolette lyset slippe ut .

Andel ioniserende lys som slipper ut: Andelen av ioniserende (Lyman-kontinuum) fotoner som slipper ut av galaksen, er bemerkelsesverdig høy, målt til 53–100 % . Dette er en mye høyere fluktandel enn de <5–10 % som typisk observeres i andre galakser med lavt rødskift, noe som gjør MXDFz4.4 til en «sterk LCE» (Lyman-kontinuum-sender) og et godt eksempel på den typen galakse som kan ha drevet reioniseringen .

Hvordan det forklarer overgangen fra ugjennomtrengelig til gjennomsiktig: Denne galaksen er en kraftig Lyman-kontinuum-sender, noe som betyr at den lekker en betydelig mengde høyenergiske UV-fotoner som kan ionisere nøytralt hydrogen . Dette viser direkte en mekanisme for overgangen: den tettpakkede, intense stjernedannelsen inne i galaksen ryddet kanaler gjennom den nøytrale gassen, slik at den ioniserende strålingen kunne slippe ut i det intergalaktiske mediet og omdanne ugjennomtrengelig nøytral gass til gjennomsiktig plasma .

Rollene til Hubble, Webb og Very Large Telescope (VLT):

• Hubble (HST): Leverte den kritiske høyoppløselige bildebehandlingen i synlig lys som avslørte den detaljerte strukturen til stjerneklyngene og de ryddede kanalene i galaksen . Hubble var den første som oppdaget det uventede UV-lyset fra denne galaksen .
• Very Large Telescope (VLT / MUSE): Galaksen ble identifisert som et mål innenfor MUSE eXtremely Deep Field (MXDF) . VLTs MUSE-instrument leverte dyp, romlig oppløst spektroskopi som var nødvendig for å bekrefte galaksens høye rødskift og for å måle dens Lyman-alfa-linjemorfologi, som ble brukt til å spore det unnslupne Lyman-kontinuumlyset .
• James Webb Space Telescope (JWST / NIRISS): JWSTs NIRISS-instrument tok et spektrum av MXDFz4.4 som en del av NGDEEP-programmet. Selv om ingen emisjonslinjer ble oppdaget i det spekteret, ble dataene brukt til å utelukke alternative rødskift (f.eks. tilfeldig justering med en inntrenger med lavt rødskift) og bidro til å forbedre galaksens fotometri .

Hvordan det skyver tidslinjen for reionisering bakover: Standardmodeller plasserer slutten av Reioniseringsepoken til omtrent 1,1 milliarder år etter Big Bang. MXDFz4.4, observert 1,4 milliarder år etter Big Bang, er en sterk LyC-sender 250 millioner år etter at EoR antas å ha sluttet . Dens eksistens viser at galakser som aktivt lekker ioniserende lys, var vanlige mye senere i kosmisk historie enn tidligere antatt, noe som tyder på at reioniseringsprosessen ikke var en enkelt skarp hendelse, men en gradvis, langvarig prosess som fortsatte sterkt inn i senere kosmiske tider .