Svemir se brzo pojavio nakon velikog praska, pokazuje drevna galaksija

Udaljena galaksija MACS1149-JD1, prikazana u ulošku, pojavljuje se onakva kakva je bila prije 13,3 milijardi godina, samo 500 milijuna godina nakon Velikog praska. Raspodjela kisika koju je otkrio ALMA pojavljuje se crvenom bojom.

Udaljena galaksija MACS1149-JD1, prikazana u ulošku, pojavljuje se onakva kakva je bila prije 13,3 milijardi godina, samo 500 milijuna godina nakon Velikog praska. Raspodjela kisika koju je otkrio ALMA pojavljuje se crvenom bojom. (Snimka: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA/ESA svemirski teleskop Hubble, W. Zheng (JHU), M. Postman (STScI), tim CLASH, Hashimoto i dr.)



Promatranjem najudaljenije galaksije koja je ikada identificirana otkriveni su tragovi kisika iz barem jedne prethodne generacije zvijezda, što je znak da je formiranje zvijezda počelo rano.



Kako bi promatrali najranije faze formiranja zvijezda, astronomi su kombinirali moć prirodnog povećala u svemiru, kroz proces koji se naziva gravijacijsko leće, s velikim milimetarskim/submilimetarskim nizom (ALMA) i vrlo velikim teleskopom Europske svemirske agencije (VLT), oboje u Čileu. Okrećući ih prema galaksiji MACS1149-JD1, promatrali su utrobu prvih zvijezda, u obliku kisika.

'Obično su udaljene galaksije vrlo slabe, ali zahvaljujući efektu gravitacijskog leća [svjetlost se savija oko galaksije koja se nalazi], naša je meta bila svijetla', rekao je za Space Takuya Hashimoto, astronom sa Sveučilišta Osaka Sangyo i Nacionalnog astronomskog opservatorija u Japanu. .com. Hashimoto, vodeći autor novog istraživanja, predstavio je rezultate na polugodišnjem zimskom sastanku Američkog astronomskog društva u Seattleu u siječnju.



Povezano: Kozmička zora: Astronomi pronalaze otiske prvih zvijezda svemira

'Ovo je jedan od najranijih događaja formiranja zvijezda u svemiru', rekao je Hashimoto.

Prva generacija

Prve zvijezde nastale su prvenstveno od vodika, elementa koji je dominirao svemirom odmah nakon Velikog praska. Poput njihovih potomaka, te su zvijezde bile strojevi za stvaranje elemenata, koji su gradili nove elemente u svojim srcima s povećanjem temperature i pritiska. Kad su te zvijezde eksplodirale, nakon samo kratkog vijeka, raspršile su novorođene elemente u prostor oko sebe, dopuštajući sljedećoj generaciji zvijezda ugraditi taj plin i prašinu.



Hashimoto i njegovi kolege pomakli su granice koliko ALMA može gledati unatrag. 2016. godine tim pod vodstvom Akio Inoue sa sveučilišta Osaka Sangyo u Japanu upotrijebio je ALMA -u za pronalaženje signala emitiranog kisika Prije 13,1 milijardi godina . Samo nekoliko mjeseci kasnije, Nicolas Laporte sa Sveučilišta u Londonu teleskopom je otkrio kisik 100 milijuna godina ranije. Dva tima su udružila snage kako bi pronašli kisik u galaksiji prije 13,3 milijardi godina, otprilike 500 milijuna godina nakon Velikog praska.

Partnerstvo je također okrenulo VLT prema toj drevnoj galaksiji, koristeći teleskop da uoči slabiji signal vodika i provjeri udaljenost koju mjeri ALMA. Nova ciljna galaksija istraživača je najudaljenija galaksija ikada promatrana s bilo kojim instrumentom i najudaljenija galaksija za koju znanstvenici imaju precizno mjerenje udaljenosti, rekao je Hashimoto.

Budući da su znanstvenici promatrali krhotine nakon što su zvijezde eksplodirale, a ne same zvijezde, mogli su zaključiti da je formiranje zvijezda počelo prije nego što su promatrali mladu galaksiju. Koristeći opažanja NASA -inih svemirskih teleskopa Hubble i Spitzer, tim je razvio model formiranja zvijezda koji je sugerirao da se prva generacija zvijezda pojavila unutar 250 milijuna godina nakon Velikog praska.



Nakon Velikog praska, svemir je bio gust s neutralnim atomima vodika, koji dobro blokiraju svjetlost. Vodik je obavijao rani svemir prvih 500 milijuna godina sve dok na kraju zračenje iz prvih zvijezda nije razdvojilo te atome vodika. No, prve zvijezde i galaksije ostale su izazov za promatranje, jer su obje slabe i rijetke.

Astronomi sumnjaju da su prve zvijezde počele unutar prvih nekoliko stotina milijuna godina svemira i da su uskoro uslijedile galaksije, no, prema Hashimotu, istraživači još uvijek nisu sigurni u točnu vremensku crtu. Jesu li zvijezde svijetlile pojedinačno i okupile se zajedno kao galaksije, ili su galaksije nastale prve, a zvijezde su se uključile u njima? Astronomi ne znaju, ali MACS1149-JD1 može pomoći u rješavanju misterije.

'Razumijevanje povijesti formiranja zvijezda u svemiru vrlo je važno za razumijevanje fizike svemira', rekao je Hashimoto.

Koliko god bili moćni, ALMA i VLT ne bi mogli sami pronaći udaljenu galaksiju. Morali su se upariti s prirodnim povećalom. Dok svjetlost putuje kroz prostor, može se savijati pod utjecajem gravitacije masivnih objekata na svojoj putanji. U gravitacijsko leće , učinak koji je predvidio Albert Einstein, ove masivne mete povećavaju udaljenije objekte, dopuštajući astronomima da uvide stvari koje njihovi teleskopi inače ne bi uhvatili.

Proučavajući svjetlost iz prve galaksije koja se skretala oko starije, masivnije galaksije, astronomi su mogli zaviriti daleko dalje u svemir nego što bi to mogli učiniti bez tog uvećanja.

Tim još nije završio s MACS1149-JD1. Prema Hashimotu, istraživači traže znakove aktivnosti u središtu galaksije koji bi mogli ukazivati ​​na prisutnost crne rupe ili mladog kvazar . Ako pronađu nešto, Hashimoto će biti 'vrlo uzbuđen', rekao je.

'To bi nam onda dalo naslutiti najraniju formaciju supermasivne crne rupe u svemiru', rekao je.

Istraživanje je bilo objavljeno u svibnju u časopisu Nature.

Pratite Nolu Taylor Redd na Twitteru @NolaTRedd ili Facebook . Pratite nas na Twitteru na adresi @Spacedotcom i dalje Facebook .