A MACS1149-JD1 nevű távoli galaxisban, amely 13,28 milliárd fényév távolságra van, a csillagászok oxigént találtak, amely véleményük szerint csak 500 millió évvel a Nagyrobbanás után jelentkezhet. A felfedezésről egy cikket a Nature folyóiratban írt tudósok azt állítják, hogy ez az oxigén legkorábbi felfedezése a világegyetem korában. Sőt, a kutatók által felfedezett galaxis a legtávolabbi galaxisává vált megbízhatóan meghatározott távolsággal. A modellek azt mutatják, hogy az első csillagok 13,5 milliárd évvel ezelőtt kezdtek megjelenni benne.
A nagy robbanás után összetett folyamatok zajlottak az univerzumban - első kvarkok, hadronok és más szubatomi részecskék születtek, utána pedig az első atomok megjelentek, amelyek az elsődleges csillagok részévé váltak. Amikor a hidrogén rekombinációjára sor került, és az univerzum elkezdett lehűlni, belemerült a "sötét korokba". Abban az időben az első csillagok még nem voltak világítva, és kvazárok sem születtek - aktív galaktikus atommagok, belül egy szupermasszív fekete lyukkal. Ez a korszak a "kozmikus hajnallal" ért véget - az ősi galaxisok megjelenésével, melyeket ma regisztrálunk. Kutatásuk fontos annak meghatározása érdekében, hogy hogyan zajlott az univerzum és az alapvető kémiai elemek fejlődése.
A csillagászok nemzetközi csapata, Takuya Hashimoto vezetésével, a részesbeli Sanyo Egyetemen, az ALMA távcsővel megfigyelte a nagyon távoli MACS1149-JD1 galaxist, és felfedezte az ionizált oxigén nagyon halvány izzását. Az univerzum tágulása miatt az eredetileg infravörös sugárzás hullámhossza több mint tízszeresére nőtt az űrben történő utazás során. A forrás vöröseltolódása jelezte, hogy a tudósok által rögzített jelet 13,3 milliárd évvel ezelőtt, vagyis csak 500 millió évvel a Nagyrobbanás után bocsátották ki. Ez a leghosszabb távolság, amelyet valaha felvesztek az oxigénre, és jelenléte azt jelzi, hogy a csillagok korábbi generációinak is létezniük kell ebben a galaxisban.
Az ALMA-ban rögzített oxigénkibocsátáson kívül a kutatók a VLT-vel gyengébb hidrogénkibocsátást is észleltek. Az ezekből a megfigyelésekből a galaxisig mért távolság megegyezik az oxigénvonalból nyert távolsággal. Így a MACS1149-JD1 a legtávolabbi galaxis egy megbízhatóan meghatározott távolsággal és a legtávolabbi galaxis, amelyet valaha megfigyelték az ALMA-n vagy a VLT-en.
Az első kibővített kép azt mutatja, melyik MACS1149-JD1 galaxist látta az ESO VLT; a második az, hogyan látta a Hubble Űrtávcső ezt a galaxist. A fehér körvonalak az ionizált oxigén zónáit mutatják, amelyeket az ALMA távcső lát.
„Látjuk ezt a galaxist egy olyan korszakban, amikor az univerzum csak 500 millió éves volt - és kiderül, hogy abban az időben már érett csillagok lakották” - magyarázza Nicolas Laporte, a cikk második szerzője.
"Ezt a galaxist felhasználhatjuk egy űrtörténet korábbi, teljesen ismeretlen periódusának kipróbálására."
A Nagyrobbanás után egy ideig nem volt oxigén az univerzumban: az első csillagok belekben lévő fúziós folyamatok eredményeként jelent meg, majd amikor szupernóva-robbanások történt, szétszóródott az űrben. Az oxigén regisztráció a MACS1149-JD1-ben azt mutatja, hogy mindössze 500 millió évvel az univerzum kezdete után ezek a csillagok korai generációi már kialakultak és képesek voltak elegendő oxigént előállítani. Az első lámpatestek megjelenésének megkezdése érdekében a kutatók a Hubble és a Spitzer távcsövekből kapott infravörös adatokból rekonstruálták a MACS1149-JD1 korai történetét. Kiderült, hogy a galaxis megfigyelt fényerejét jól magyarázza egy olyan modell, amelyben a csillagképződés kezdete csak a 250 millió évvel a Nagyrobbanás utáni korszakra nyúlik vissza. Sőt, ma is úgy gondoljákhogy a "sötét korszak" 377 millió évvel az univerzum születése után jött, vagyis azt kell feltételezni, hogy a MACS1149-JD1 a rekombináció korszakában kezdte kialakulni.
Promóciós videó:
Így a MACS1149-JD1 arra készteti a tudósokat, hogy az első galaxisok származása mikor jön létre. A felfedezett tárgy kora azt jelzi, hogy már jóval a korszak előtt léteztek, amikor már képesek vagyunk azokat regisztrálni.
A múltban a legtávolabbi oxigént egy galaxisban találták meg, amely 700 millió évvel a Nagyrobbanás után született. A mennyiség a kutatók becslése szerint tízszer kevesebbnek bizonyult, mint a nap megfigyelt oxigénmennyisége.
Nikolay Khizhnyak
