W galaktyce 12,88 miliarda lat świetlnych od Ziemi wykryto ślady wody

Astronomowie twierdzą, że w galaktyce oddalonej o 12,8 miliarda lat świetlnych od Ziemi wykryto ślady wody, co czyni ją najdalszą i najbliższą rzeczą odkrytą do tej pory.

W SPT0311-58, masywnej galaktyce, której historia sięga czasów, gdy wszechświat miał zaledwie 780 milionów lat, znaleziono wiele cząstek.

Korzystając z Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) w Chile, astronomowie z University of Illinois w Urbana-Champaign znaleźli dowody na istnienie w starożytnej galaktyce cząsteczek wody, składających się z atomów wodoru i tlenu.

Sugeruje to, że „wszechświat molekularny rozpoczął się bardzo wcześnie”, powiedzieli, szybko przechodząc od helu i wodoru lub wodorku helu do bardziej złożonych kombinacji.

Pierwiastki cięższe niż hel i wodór stapiają się w jądrze gwiazdy pod koniec jej życia, więc badania wskazują, że pierwsze gwiazdy powstały i zginęły, a ich śmierć spowodowała powstanie cząstek w ciągu 800 milionów lat.

To z kolei doprowadziło do wszystkiego, co znamy dzisiaj, w tym Ziemi, Słońca, Układu Słonecznego i samej ludzkości.

Nowe badania obejmowały niektóre z bardziej szczegółowych i złożonych badań gazu molekularnego we wczesnym wszechświecie.

Zespół stwierdził, że znalezienie dowodów na istnienie cząsteczek wody w przeszłości dało zespołowi wgląd w to, jak szybko zmienia się wszechświat.

Region, w którym znaleziono cząstki, SPT0311-58, składa się z dwóch galaktyk i został po raz pierwszy zaobserwowany przez naukowców ALMA w 2017 roku.

Znajduje się 12,8 miliarda lat świetlnych od Ziemi, co oznacza, że ​​światło, które widzimy, cofa się o 12,8 miliarda lat wstecz, w okresie znanym jako era rejonizacji.

Era ta miała miejsce w czasie, gdy wszechświat miał zaledwie pięć procent swojego obecnego wieku, kiedy narodziły się pierwsze gwiazdy i galaktyki.

W świetle widzimy, że dwie galaktyki zaczęły się łączyć, a ich szybkie tempo formowania się gwiazd pochłania ich gaz, ostatecznie powodując, że uformowały się w parę masywnych galaktyk eliptycznych.

„Korzystając z wysokiej rozdzielczości obserwacji gazu molekularnego ALMA w parze galaktyk znanych pod wspólną nazwą SPT0311-58, wykryliśmy zarówno cząsteczki wody, jak i tlenku węgla w dwóch największych galaktykach” – powiedział główny autor Srivani Garogula.

„W szczególności tlen i węgiel są pierwiastkami pierwszej generacji, a w formach molekularnych tlenku węgla i wody są ważne dla życia takiego, jakie znamy” – wyjaśnił astronom i główny badacz.

SPT0311-58 jest obecnie najbardziej masywną galaktyką znaną obecnie od młodości Wszechświata i zawiera więcej pyłu i gazu niż inne wczesne galaktyki.

„Daje nam to wiele potencjalnych możliwości obserwowania obfitych cząstek i lepszego zrozumienia, w jaki sposób te tworzące życie pierwiastki wpłynęły na ewolucję wczesnego wszechświata” – powiedział Garogula.

Woda jest trzecią najliczniej występującą cząsteczką we wszechświecie po molekularnym wodorze i tlenku węgla, a wcześniejsze badania galaktyk we wszechświecie lokalnym i wczesnym wszechświecie łączyły emisję wody i emisje dalekiej podczerwieni z pyłu.

Pył pochłania promienie ultrafioletowe z gwiazd w galaktyce i ponownie emituje je jako fotony dalekiej podczerwieni.

Zwiększa to ekscytację cząsteczek wody, powodując emisję wody, którą naukowcy mogą monitorować. W tym przypadku pomóż nam odkryć emisję wody w tej ogromnej galaktyce.

Ta korelacja może zostać wykorzystana do opracowania wody jako wskaźnika powstawania gwiazd, który można następnie zastosować do galaktyk w skali kosmicznej.

Jasna niebieska poświata to smuga pyłu z molekularnymi smugami H20, obserwowana w galaktyce od bardzo wczesnej historii Wszechświata.

Badanie pierwszych galaktyk, które powstały we wszechświecie, pomaga naukowcom lepiej zrozumieć ich narodziny, wzrost i ewolucję – a także co do tego doprowadziło, w tym Ziemię i cały Układ Słoneczny.

„Wczesne galaktyki tworzą gwiazdy w tempie tysiące razy szybszym od Drogi Mlecznej” – powiedział Jarogola.

Badanie zawartości gazu i pyłu w tych wczesnych galaktykach uczy nas ich cech charakterystycznych, takich jak liczba formowanych przez nie gwiazd, szybkość, z jaką gaz jest przekształcany w gwiazdy, jak galaktyki oddziałują ze sobą oraz z ośrodkiem międzygwiazdowym i nie tylko. ”.

Według Jaruguli jest wiele do nauczenia się o SPT0311-58 i galaktykach wczesnego Wszechświata.

Ten rendering artysty pokazuje smugę pyłu i linie molekularne tlenku węgla i wody w parze galaktyk znanej jako SPT0311-58.

Wśród pytań, na które mają nadzieję odpowiedzieć, jest: „Jak tak dużo gazu i pyłu zebrało się, aby uformować gwiazdy i galaktyki tak wcześnie we wszechświecie?”

„Odpowiedź wymaga dalszych badań nad tymi i podobnymi galaktykami gwiazdotwórczymi, aby lepiej zrozumieć strukturę i ewolucję wczesnego Wszechświata” – wyjaśnił Jarogola.

„Ten ekscytujący wynik, który pokazuje moc ALMA, przyczynia się do rosnącej liczby wczesnych obserwacji wszechświata” – powiedział Joe Pesci, astrofizyk i dyrektor programu ALMA w National Science Foundation.

„Te cząstki, które są ważne dla życia na Ziemi, tworzą się tak szybko, jak to możliwe, a obserwacja ich daje nam wgląd w fundamentalne procesy wszechświata bardzo różniącego się od dzisiejszego”.

Czym jest alma?

Głęboko na chilijskiej pustyni ALMA znajduje się w jednym z najbardziej suchych miejsc na Ziemi.

READ  Reorganizacja obwodów kory przedczołowej w okresie dojrzewania umożliwia dojrzewanie poznawcze myszy

Na 16400 stóp, mniej więcej połowę wysokości przelotowej jumbo jeta i prawie cztery razy więcej niż Ben Nevis, robotnicy musieli nosić butle z tlenem, aby ukończyć budowę.

Został oddany do użytku w marcu 2013 roku i jest najpotężniejszym teleskopem naziemnym na świecie.

Jest również najwyższy na świecie, a przy wartości około 1 miliarda funtów (1,2 miliarda dolarów) jest jednym z najdroższych w swoim rodzaju.

Głęboko na chilijskiej pustyni ALMA znajduje się w jednym z najbardziej suchych miejsc na Ziemi. Oddany do użytku w marcu 2013 roku jest najpotężniejszym teleskopem naziemnym na świecie