Kaj leži med galaksijami?

Ljudje pogosto mislijo, da je prostor "prazen" ali "vakuum", kar pomeni, da tam ni ničesar. Izraz "praznina prostora" se pogosto nanaša na to praznino. Vendar se izkaže, da je prostor med planeti dejansko zaseden z asteroidi in kometi ter vesoljskim prahom. Praznine med zvezdami v naši galaksiji se lahko zapolnijo z obilnimi oblaki plina in drugimi molekulami. Kaj pa regije med galaksijami? So prazne ali imajo v sebi "stvari"?

Tudi odgovor, ki ga vsi pričakujejo, "prazen vakuum", tudi ne drži. Tako kot ima preostali prostor nekaj "stvari" v njem, tako tudi medgalaktični prostor. Pravzaprav se beseda "praznina" zdaj običajno uporablja za orjaška območja, kjer ni galaksij, vendar očitno še vedno vsebujejo nekakšno snov.

Kaj je torej med galaksijami? V nekaterih primerih so oblaki vročega plina, ki se oddajajo med interakcijo in trčenjem galaksij. Ta material se s silo gravitacije "odtrga" iz galaksij in se dovolj pogosto trči z drugim materialom. To oddaja

Zahvaljujoč slikam in podatkom, posnetim s specializiranim instrumentom, imenovanim Cosmic Web Imager v Palomar Observatory na 200-palčni teleskop Hale astronomi zdaj vedo, da je v ogromnih delih prostora naokoli veliko materiala galaksije. Pravijo mu "temna materija", saj ni svetla kot zvezde ali meglice, ni pa tako temna, da je ne bi bilo mogoče zaznati. Cosmic Web Imager l (skupaj z drugimi instrumenti v vesolju) to zadevo išče v medgalaktičnem mediju (IGM) in na grafikonih, kjer je ta najbolj razširjena in kjer ni.

Kako astronomi "vidijo", kaj je tam? Območja med galaksijami so očitno temna, saj je zunaj malo ali nič zvezd, ki bi osvetlile temo. Zaradi tega je te regije težko preučevati v optični svetlobi (svetlobi, ki jo vidimo z očmi). Torej astronomi gledajo na svetlobo, ki se vije skozi medgalaktične dosege in preučujejo, kako na to vpliva njeno potovanje.

Cosmic Web Imager je na primer posebej opremljen za gledanje svetlobe, ki prihaja iz oddaljenih galaksij in kvazarji ko teče skozi ta medgalaktični medij. Ko potuje ta svetloba, jo del absorbirajo plini v IGM. Te absorpcije se kažejo kot črne črte v spektrih, ki jih proizvaja Imager. Astronomom pravijo, da so plini sestavljeni "tam". Določeni plini absorbirajo določene valovne dolžine, torej če "graf" prikazuje vrzeli na določenih mestih, nato pa jim pove, kakšni plini obstajajo tam absorbira.

Zanimivo je, da pripovedujejo tudi zgodbo o razmerah v zgodnjem vesolju, o predmetih, ki so takrat obstajali, in o tem, kaj so počeli. Spektri lahko razkrijejo nastajanje zvezd, pretok plinov iz ene regije v drugo, smrt zvezd, kako hitri predmeti se premikajo, njihove temperature in še veliko več. Imager "fotografira" IGM kot tudi oddaljene predmete na različnih valovnih dolžinah. Astronomi ne samo da omogočajo, da te predmete vidijo, ampak lahko s pomočjo pridobljenih podatkov spoznajo sestavo, maso in hitrost oddaljenega predmeta.

Astronomi se zanimajo za kozmični "splet" materiala, ki teče med galaksijami in grozdi. Sprašujejo, od kod prihaja, od kod se usmeri, kako toplo je in koliko je tega.

V glavnem iščejo vodik, saj je glavni element v vesolju in oddaja svetlobo točno določenemu ultravijolični valovna dolžina imenovana Lyman-alfa. Zemljina atmosfera blokira svetlobo pri ultravijoličnih valovnih dolžinah, zato je Lyman-alfa najlažje opaziti iz vesolja. To pomeni, da je večina instrumentov, ki ga opazujejo, nad Zemljino atmosfero. Ali so na krovu visokih balonov ali na orbiti vesoljskih plovil. Toda svetloba iz zelo oddaljenega vesolja, ki potuje skozi IGM, ima svoje valovne dolžine raztegnjene s širjenjem vesolja; to pomeni, da svetloba prispe "rdeče premaknjena", kar astronomom omogoča zaznavanje prstnega odtisa Lyman-alfa signal v svetlobi, ki jo dobijo s pomočjo Cosmic Web Imagerja in drugih zemeljskih inštrumenti.

Astronomi so se osredotočili na svetlobo iz predmetov, ki so bili aktivni nazaj, ko je bila galaksija stara le dve milijardi let. V kozmičnem smislu je to tako, kot če bi gledali vesolje, ko je bil dojenček. Takrat so z galaksijo nastale prve galaksije. Nekatere galaksije so se šele začele oblikovati in se med seboj trkale v ustvarjanje večjih in večjih zvezdnih mest. Mnogo "klopov" tam se izkaže za te proto-galaksije, ki se šele začenjajo vleči. Vsaj eden, ki so ga astronomi preučili, se izkaže, da je precej velik, trikrat večji od Galaksija Mlečne poti (ki je premer približno 100.000 svetlobnih let). Imager je preučil tudi oddaljene kvazarje, kot je prikazan zgoraj, da bi spremljal njihovo okolje in dejavnosti. Kvazarji so zelo aktivni "motorji" v srcih galaksij. Verjetno jih poganjajo črne luknje, ki požirajo pregret material, ki oddaja močno sevanje, ko se vrti v črno luknjo.

Študij medgalaktičnih stvari se še naprej odvija kot detektivski roman. Veliko je namigov o tem, kaj je tam zunaj, nekaj dokončnih dokazov, ki dokazujejo obstoj nekaterih plinov in prahu, in veliko več dokazov, ki jih je treba zbrati. Instrumenti, kot je Cosmic Web Imager, uporabljajo to, kar vidijo, da odkrijejo dokaze o davnih dogodkih in predmetih v svetlobi, ki teče iz najbolj oddaljenih stvari v vesolju. Naslednji korak je slediti tem dokazom, da ugotovimo, kaj točno je v IGM, in zaznamo še bolj oddaljene predmete, katerih svetloba ga bo osvetlila. To je pomemben del ugotavljanja, kaj se je zgodilo v zgodnjem vesolju, več milijard let, preden je naš planet in zvezda sploh obstajal.