Óriási mérföldkő a csillagászatban: Oxigént találtak a legtávolabbi galaxisban
A csillagászok oxigént találtak a valaha felfedezett legtávolabbi galaxisban, ami azt jelenti, hogy az emberiség minden eddiginél távolabb észlelte oxigén jelenlétét.
A JADES-GS-z14-0 jelű galaxist 2024-ben fedezte fel a James Webb űrtávcső (JWST). A felfedezés elképesztő mérföldkőnek számított a csillagászatban, mivel a galaxis fényének mintegy 13,4 milliárd év kellett ahhoz, hogy eljusson hozzánk, ami a 13,8 milliárd éves világegyetem élettartamának mintegy 98%-ának felel meg. A JADES-GS-z14-0 nemrég feltárt kémiai összetételét az ALMA teleszkóp-hálózat jóvoltából ismerhettük meg, amely összesen 66 rádióteleszkópból áll.
Illusztráció a Földtől legtávolabb lévő ismert galaxisról, a JADES-GS-z14-0-ról.
A JADES-GS-z14-0 tízszer annyi nehéz elemet tartalmaz, mint amennyit egy olyan objektumban várnánk, amely mindössze 300 millió évvel az ősrobbanás után létezett. A csillagászok kutatásai arra engednek következtetni, hogy ez a galaxis már a világegyetem korai fázisában teljes mértékben ki volt alakulva, ami megkérdőjelezi a galaktikus fejlődéssel kapcsolatos elméleteket.
„Olyan, mintha egy kamaszt találnánk ott, ahol csak csecsemőket várnánk” – mondta Sander Schouws, a galaxist kutató csapat tagja egy nyilatkozatban. „Az eredmények azt mutatják, hogy a galaxis nagyon gyorsan alakult ki, és gyorsan is fejlődik, ezzel is növelve a bizonyítékok számát arra, hogy a galaxisok kialakulása sokkal gyorsabban történik, mint vártuk.”
Ezért különösen érdekes, hogy oxigént találtak egy ilyen távoli galaxisban
Ahhoz, hogy megértsük, miért olyan meglepő, hogy nehéz elemeket fedeztek fel egy olyan korai galaxisban, mint a JADES-GS-z14-0, érdemes megvizsgálni a kezdeti világegyetem kémiai összetételét.
Alig néhány százmillió évvel az ősrobbanás után – ami csillagászati léptékben még mindig kevés időnek számít – az univerzum szinte csak hidrogénből, a kozmosz legkönnyebb eleméből, és némi héliumból állt. Ez azt jelenti, hogy ebben az időszakban a csillagoknak és a galaxisoknak „fémszegényeknek” kellett lenniük.
Amikor ezek az első csillagok elpusztultak és szupernóvaként felrobbantak, a bennük található fémek később az újabb csillagokat gazdagították, ami azt jelenti, hogy ezek így még több fémben voltak gazdagok.
Vagyis a galaxisok kora összefügg az „érettségükkel” a benne lévő fémek mennyisége alapján. A JADES-GS-z14-0-nak ezek alapján a kozmosz életének 300 millió éves korában fémszegénynek kellene lennie, ennek ellenére mégis érettnek tűnik.
Az, hogy alapvetően egy régóta létező galaxisról van szó, mégis azt várjuk, hogy „éretlen” legyen, kicsit összezavaró lehet, ezért ezt az ellentmondást érdemes tisztázni. Annak ellenére, hogy a galaxis már korán kialakult, 13,4 milliárd fényévre van tőlünk, ez pedig azt jelenti, hogy amikor a csillagászok ezt az objektumot vizsgálják, akkor gyakorlatilag egy 13,4 milliárd éves időutazást tesznek. Tehát az óriási távolság miatt jelenleg a galaxisnak azt a formáját látjuk, ahogyan 300 millió évvel az ősrobbanás után kinézett.
Gyorsabban alakulhattak ki a galaxisok az ősrobbanás után, mint ahogyan azt eddig gondoltuk
Az, hogy a csillagászok oxigént – ami már nehéz elemnek számít – találtak a legtávolabbi galaxisban, kérdéseket vet fel a galaxisok kialakulásával kapcsolatban.
„Nagyon meglepett az oxigén egyértelmű észlelése a JADES-GS-z14-0-ban” – mondta Gergö Popping, az ALMA csillagásza. „Ez arra utal, hogy a galaxisok gyorsabban alakulhattak ki az ősrobbanás után, mint azt eddig gondoltuk.”
Így néz ki a JADES-GS-z14-0 az ALMA felvételén. A képen emellett több ezer galaxis is látható.
Az oxigén kimutatása egyébként lehetővé tette a csillagászok számára a JADES-GS-z14-0 távolságának pontosabb mérését is.
„Az ALMA rendkívül pontos mérést tesz lehetővé a galaxis távolságának mindössze 0,005%-os bizonytalansággal történő meghatározására” – mondta Eleonora Parlanti, a kutatócsoport egyik tagja.
És bár a James Webb űrtávcsőre volt szükség a hihetetlenül távoli galaxis felfedezéséhez, a Földtől való távolságának pontos megállapítása nem lett volna lehetséges az ALMA nélkül. Mindez jól mutatja az ALMA és a JWST közötti elképesztő szinergiát az első galaxisok kialakulásának és fejlődésének feltárásában.