Ученые реконструировали эпоху реионизации при помощи высокоточного компьютерного моделирования, названного Thesan в честь этрусской богини утренней зари. Эпоха реионизации следовала за Темными веками, когда во Вселенной отсутствовали источники яркого излучения, способного ионизировать нейтральные атомы водорода. Сама же реионизация включала сложные хаотические взаимодействия между гравитацией, газом и световым излучением, по этой причине такой период в жизни Вселенной трудно поддавался моделированию.

Thesan охватывает 300 млн световых лет в поперечнике и помогает визуализировать первое появление и эволюцию сотен тысяч галактик, начиная с возраста Вселенной порядка 400 тыс. лет после Большого взрыва, в течение первого миллиарда лет. Как продемонстрировала модель, сначала темная материя образует космическую паутину, которая состоит из нитей и самогравитирующих ореолов. Газ, состоящий из видимого (барионного) вещества, начинает притягиваться к сгусткам темной материи, коллапсируя и формируя галактики. Свет от звезд в галактиках вызывает реионизацию и нагревает газ.

Симуляцию ученые создали в рамках подготовки к работе космического телескопа Джеймса Уэбба, который способен наблюдать объекты в ранней Вселенной, около 13,5 млрд лет назад. Это поможет проверить, согласуется ли теоретическая модель с фактической картиной. В случае значительных различий ученые будут вынуждены пересматривать свое понимание процессов в ранней Вселенной.