Nowe obserwacje wykonane przy użyciu teleskopu ALMA w Chile dostarczyły dowodów na istnienie wody w najbardziej masywnej galaktyce wczesnego Wszechświata. W oddalonej o 12,88 miliarda lat świetlnych od Ziemi galaktyce SPT0311-58 badacze odkryli również tlenek węgla.
Wykrytych cząsteczek wody i tlenku węgla jest bardzo dużo. To jak dotąd najbardziej szczegółowe badanie zawartości gazu w galaktyce gwiazdotwórczej oraz najdalsza detekcja wody w kosmosie. Artykuł z wynikami badań został opublikowany w „The Astrophysical Journal”.
SPT0311-58 to w rzeczywistości układ dwóch galaktyk, który został po raz pierwszy zaobserwowany przez naukowców z ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) w 2017 roku. Obie formowały się w czasie, gdy Wszechświat miał zaledwie 780 milionów lat. To wtedy rodziły się pierwsze gwiazdy i galaktyki.
Naukowcy uważają, że obie galaktyki mogą się połączyć, a szybkie formowanie się gwiazd nie tylko zużywa istniejący w nich gaz, ale może ostatecznie przekształcić je w masywne galaktyki eliptyczne, takie jak te widziane w bliższym Wszechświecie.
Pierwiastki niezbędne dla życia
– Używając danych z ALMA, wykryliśmy zarówno cząsteczki wody jak i tlenku węgla. Tlen i węgiel są pierwiastkami pierwszej generacji, a w molekularnych formach tlenku węgla i wody są niezbędna dla powstania życia, jakie znamy – tłumaczy główny autor badań Sreevani Jarugula, astronom z University of Illinois
– To najbardziej masywna galaktyka, którą obserwujemy przy wysokim przesunięciu ku czerwieni, czyli w czasie, gdy Wszechświat był jeszcze bardzo młody. Ma więcej gazu i pyłu w porównaniu do innych galaktyk z tamtego okresu, co daje nam wiele potencjalnych możliwości obserwacji cząsteczek i lepszego zrozumienia, jak te pierwiastki wpłynęły na ewolucję kosmosu – tłumaczy naukowiec.
Wcześniejsze badania galaktyk wykazały związek między wodą i emisją pyłu, co można zaobserwować w podczerwieni. – Pył absorbuje promieniowanie ultrafioletowe z gwiazd w galaktyce i reemituje je jako fotony w dalekiej podczerwieni – tłumaczy Jarugula. – To wzbudza cząsteczki wody, co naukowcy są w stanie zaobserwować. W tym przypadku pomogło nam to wykryć wodę w tej masywnej galaktyce – dodaje.
Badania nad pierwszymi galaktykami
Studiowanie pierwszych galaktyk, które uformowały się we Wszechświecie, pomaga naukowcom lepiej zrozumieć narodziny, wzrost i ewolucję kosmosu oraz wszystkiego, co się w nim znajduje, w tym Układu Słonecznego i Ziemi. – Wczesne galaktyki tworzą gwiazdy w tempie tysiące razy szybszym, niż Droga Mleczna – mówi Jarugula. – Badania nad zawartością gazu i pyłu dostarczają nam informacji o ich właściwościach, takich jak ilość tworzonych gwiazd, tempo, w jakim gaz jest przekształcany, jak galaktyki oddziałują ze sobą i wiele więcej – tłumaczy naukowiec.
Według Jarugula wciąż pozostało wiele do odkrycia na temat galaktyk wczesnego Wszechświata. – Nasze badanie dostarcza informacji o tym, jak daleko znajduje się woda w kosmosie. Ale daje także początek ważnemu pytaniu: w jaki sposób tak wiele gazu i pyłu zebrało się, aby uformować gwiazdy i galaktyki tak dawno temu? Odpowiedź wymaga dalszych badań podobnych galaktyk gwiazdotwórczych – mówi naukowiec.
– Te ekscytujące wyniki pokazują moc ALMA – zaznacza Joe Pesce, astrofizyk i dyrektor programowy ALMA w National Science Foundation. – Te cząsteczki, ważne dla życia na Ziemi, formują się szybko, a ich obserwacje dają nam wgląd w fundamentalne procesy ewolucji Wszechświata – podkreśla badacz.
Źródło: National Radio Astronomy Observatory , fot. ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Dagnello (NRAO)
