Astronomowie wykryli rekordowo niski poziom tlenu w odległej galaktyce

To ważne odkrycie dotyczące historii wszechświata.

Astronomowie wykorzystali Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba do zbadania ekstremalnie słabej galaktyki, odległej od nas o 13 miliardów lat świetlnych. Ustalono, iż znajduje się tam rekordowo mało tlenu - poinformowało Narodowe Obserwatorium Astronomiczne Japonii (NAOJ).

LAP1-B to ultrasłaba galaktyka, od której światło podróżuje do nas aż 13 miliardów lat. Oznacza to, że widzimy ją w stadium z początkowych setek milionów lat istnienia Wszechświata. Przesunięcie ku czerwieni, które jest parametrem podawanym zwykle w kontekście odległości dalekich galaktyk, wynosi z = 6,625.

Według teorii Wielkiego Wybuchu na samym początku, tuż po tym wydarzeniu (od którego Wszechświat zaczął się rozszerzać, co bywa w porównaniach określane jako jego początek), kosmos zawierał tylko lekkie pierwiastki: wodór, hel i trochę litu. Wszystkie cięższe pierwiastki, w tym tlen czy węgiel, powstały w późniejszym okresie, wewnątrz gwiazd.

Astronomowie od dawna próbują ustalić moment, w którym pierwsze gwiazdy zaczęły rozrzucać w przestrzeni kosmicznej ciężkie pierwiastki. W tym celu trzeba obserwować bardzo odległe galaktyki, gdyż widzimy je w stanie, jaki miały w początkowym etapie ewolucji Wszechświata. Takie obiekty są jednak bardzo słabe i dlatego trudno ustala się ich skład chemiczny.

Międzynarodowy zespół naukowców, którym kierował Kimihiko Nakajima z japońskiego Uniwersytetu Kanazawa, skupił się na jednej z galaktyk tego rodzaju, oznaczonej jako LAP1-B. Badacze wykorzystali okazję, jaką dała im natura, w postaci zjawiska soczewkowania grawitacyjnego. Grawitacja masywnej gromady galaktyk działa niczym kosmiczna soczewka, wzmacniając obraz położonej dalej galaktyki LAP1-B. Na obiekt skierowano Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST), który patrzył na niego przez 30 godzin.

W ten sposób udało się ustalić, że zawartość tlenu w galaktyce to zaledwie 1/240 poziomu dla Słońca (w sensie stosunku ilości tlenu do ilości wodoru). Taka chemiczna sygnatura oznacza, że tę pierwotną galaktykę obserwujemy krótko po jej uformowaniu się.

Inną wykrytą cechą LAP1-B jest wysoki stosunek węgla do tlenu. Jest to zgodne z teoretycznymi przewidywaniami rozprzestrzeniania się materii z wybuchów pierwszej generacji gwiazd.

Udało się też ustalić masę galaktyki. Wynosi ona mniej niż 3300 mas Słońca. To bardzo mało jak na galaktykę. Prawdopodobnie większość masy znajduje się więc w formie niewidocznej ciemnej materii, której w tym badaniu nie dało się zmierzyć.

Powyższe cechy odległej galaktyki powodują, że pasuje ona do tzw. ultrasłabych galaktyk karłowatych (ang. ultra-faint dwarf galaxies) występujących w bliskich okolicach Drogi Mlecznej. Obiekty te świecą słabo, są małe i zawierają bardzo mało gwiazd. Co więcej składają się z bardzo starych gwiazd o wieku ponad 12 miliardów lat. Czasami bywają określane w porównaniach jako "skamieniałości Wszechświata".

Przypuszcza się, że ultrasłabe galaktyki karłowate mogą być pozostałościami po najwcześniejszych galaktykach we Wszechświecie, ponieważ zawierają bardzo mało ciężkich pierwiastków. Brak jednak bezpośredniego powiązania. LAP1-B wydaje się dobrą się kandydatką na takie brakujące łącze.

Wyniki badań opisano niedawno w "Nature".

---

Źródło: Gość Niedzielny – edycja sandomierska