Naukowcy zaglądają w przeszłość Wszechświata. Znaleźli tam życiodajny pierwiastek

Międzynarodowy zespół astronomów zbadał galaktykę SXDF-NB1006-2, znajdującą się na przesunięciu ku czerwieni równym 7,2, co oznacza odległość 13,1 miliarda lat świetlnych. Widzimy ją w stanie, jaki miała 700 milionów lat po Wielkim Wybuchu.

Celem badaczy było wykrycie ciężkich pierwiastków w tej galaktyce i wywnioskowanie na tej podstawie o przebiegu procesów gwiazdotwórczych we wczesnej fazie Wszechświata oraz uzyskanie informacji o epoce zwanej „erą rejonizacji”. W astronomii pod pojęciem ciężkich pierwiastków rozumie się wszystkie pierwiastki cięższe od wodoru, helu i litu.

Najpierw naukowcy z grupy kierowanej przez Akio Inoue z Osaka Sangyo University (Japonia) przeprowadzili symulacje komputerowe, aby sprawdzić, czy detekcja emisji zjonizowanego tlenu jest możliwa za pomocą sieci radioteleskopów Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Wyniki były zachęcające, dlatego spróbowano przeprowadzić obserwacje, w wyniku których w galaktyce SXDF-NB1006-2 wykryto emisję od podwójnie zjonizowanego tlenu. Pierwotna długość fali dla tej linii emisyjnej wynosi 0,088 milimetra, ale na skutek rozszerzania się Wszechświata fala świetlna ulega rozciągnięciu i dla tak dużego dystansu, w jakim znajduje się galaktyka SXDF-NB1006-2, obserwujemy tę linię na fali o długości 0,725 milimetra, czyli w zakresie promieniowania milimetrowego i submilimetrowego rejestrowanego przez radioteleskopy ALMA.

Poziom obfitości tlenu w odległej galaktyce okazuje się dziesięciokrotnie mniejszy niż w przypadku Słońca, ale nie jest to zaskoczeniem dla naukowców. Naoki Yoshida z Uniwersytetu Tokijskiego tłumaczy, że zdecydowanie mniejszy poziom niż w przypadku Słońca jest nawet oczekiwany, bowiem cięższe pierwiastki powstają w gwiazdach, a galaktykę obserwujemy w znacznie młodszym okresie Wszechświata niż obecny, czyli zdecydowanie mniej pokoleń gwiazd miało szansę rozprzestrzenić tlen i inne pierwiastki w tej odległej galaktyce.

Naukowcom nie udało się natomiast wykryć emisji od węgla. W galaktyce SXDF-NB1006-2 jest także bardzo niewiele pyłu, co oznacza, że intensywne, jonizujące promieniowanie od masywnych, młodych gwiazd może nie tylko zjonizować gaz w samej galaktyce, ale łatwo wydostać się na zewnątrz i jonizować gaz w otoczeniu.

Badacze przypuszczają, że SXDF-NB1006-2 może być przykładem jednej z galaktyk odpowiedzialnych za kosmiczną erę rejonizacji. Zanim we Wszechświecie powstały obiekty, był on wypełniony elektrycznie obojętnym gazem. Gdy pierwsze gwiazdy zaczęły świecić, kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu, ich potężne promieniowanie powodowało jonizację atomów neutralnego gazu (atomy traciły swoje elektrony i przestawały być elektrycznie obojętne). Ten okres z historii Wszechświata nazywany jest erą rejonizacji. Wśród astronomów trwa debata, jakie obiekty spowodowały rejonizację.

Źródło: PAP

Zobacz nasz nowy cykl "Warto spróbować"! W pierwszym odcinku uczymy się LANDKITE, próbujemy, testujemy, sprawdzamy co to buggy oraz pokazujemy jakich błędów unikać i dlaczego WARTO SPRÓBOWAĆ właśnie tej dyscypliny sportu.