W najdalszej znanej galaktyce odkryto tlen

Naukowcy wykryli tlen w najdalszej znanej galaktyce JADES-GS-z14-0. Dwa niezależne zespoły badaczy dokonały tego, korzystając z obserwatorium Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Odkrycie oznacza konieczność przemyślenia tego, jak szybko galaktyki ewoluowały.

Jak donoszą eksperci z Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO), dwa niezależne zespoły astronomów wykryły tlen w najbardziej oddalonej galaktyce spośród znanych – JADES-GS-z14-0.

Naukowcy wykorzystali do tego radiowe obserwatorium Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), którego ESO jest partnerem.

JADES-GS-z14-0 to zaobserwowana po raz pierwszy w ubiegłym roku, najdalsza ze znanych jak dotąd galaktyk – od Ziemi dzieli ją 13,4 mld lat świetlnych. Obserwujemy ją więc w momencie, kiedy wszechświat miał zaledwie 300 mln lat (ok 2 proc. obecnego wieku) – podkreślają eksperci ESO.

Obecność w niej tlenu oznacza, że pod względem składu chemicznego wyewoluowała znacznie bardziej, niż przewidują obecne modele.

„To jak znaleźć nastolatka w miejscu, w którym spodziewano się noworodków” – mówi Sander Schouws, z Obserwatorium w Lejdzie, pierwszy autor pracy zaakceptowanych, która ma się ukazać do w magazynie „The Astrophysical Journal”.

„Wyniki wskazują na to, że galaktyka uformowała się gwałtownie i również szybko dojrzewa, wzbogacając pulę dowodów na to, że formowanie się galaktyk odbywa się znacznie szybciej, niż oczekiwano” – tłumaczy.

Eksperci ESO wyjaśniają, że galaktyki zwykle zaczynają życie jako pełne młodych gwiazd, zbudowanych głównie z lekkich pierwiastków, takich jak wodór i hel. Dopiero, gdy gwiazdy ewoluują, tworzą cięższe pierwiastki, w tym tlen, które po śmierci gwiazdy rozprzestrzeniają się w galaktyce.

Dotąd uważano, że w wieku 300 milionów lat wszechświat był ciągle zbyt młody, aby posiadać galaktyki pełne ciężkich pierwiastków. Jednak dwa badania z użyciem ALMA wskazują, że JADES-GS-z14-0 ma ich ok. 10 razy więcej, niż się spodziewano.

„Byłem zdziwiony tymi nieoczekiwanymi rezultatami, ponieważ otwierają nowe spojrzenie na pierwsze fazy ewolucji galaktyk. Dowód, że galaktyka jest już dojrzała w niemowlęcym wieku Wszechświata, rodzi pytania o to, kiedy i jak powstają galaktyki” – akcentuje Stefano Carniani z Scuola Normale Superiore di Pisa, pierwszy autor artykułu zaakceptowanego do druku w periodyku „Astronomy & Astrophysics”.

Dodatkowo odkrycie tlenu w galaktyce JADES-GS-z14-0 umożliwiło bardziej precyzyjne ustalenie dystansu dzielącego ją od Ziemi. Teraz jest ona znana z dokładnością aż 0,005 proc.

„Taki poziom precyzji – odpowiadający dokładności 5 cm na dystansie 1 km – pomaga dopracować nasze zrozumienie własności odległej galaktyki” – wskazuje Eleonora Parlanti, współautorka publikacji w „Astronomy & Astrophysics”.

„O ile galaktyka została pierwotnie odkryta przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST), potrzebna była ALMA, aby potwierdzić i dokładnie ustalić jej olbrzymią odległość. Pokazuje to niesamowitą synergię pomiędzy ALMA i JWST w pokazywaniu powstawania i ewolucji pierwszych galaktyk” – podkreśla prof. Rychard Bouwens, członek zespołu z Obserwatorium w Lejdzie.

PAP