В една далечна, далечна галактика, наречена MACS1149-JD1, намираща се на 13,28 милиарда светлинни години, астрономите са намерили кислород, който според тях може да се появи там само 500 милиона години след Големия взрив. Учените, написали статия за откритието в списанието Nature, казват, че това е най-ранното откриване на кислород в мащаба на епохата на Вселената. Нещо повече, откритата от изследователите галактика се е превърнала в най-далечната галактика с надеждно определено разстояние. Моделите показват, че първите звезди са започнали да се формират в него преди повече от 13,5 милиарда години.
След Големия взрив във Вселената протичат сложни процеси - раждат се първи кварки, адрони и други субатомни частици, а след тях се появяват и първите атоми, които стават част от първичната звездна материя. Когато се проведе рекомбинация с водород и Вселената започна да се охлажда, тя потъна в "тъмните векове". По това време първите звезди все още не бяха запалени и не се родиха квазари - активни галактически ядра със свръхмасивна черна дупка вътре. Тази ера завърши с „космическата зора“- появата на древните галактики, които регистрираме днес. Търсенето им е важно, за да се определи как протича еволюцията на Вселената и основните химични елементи.
Международен екип от астрономи, воден от Такуя Хашимото от Университета Саньо в Осака, наблюдава много далечната галактика MACS1149-JD1 с телескопа ALMA и открива много слаб блясък на йонизиран кислород. Поради разширяването на Вселената дължината на вълната на първоначално инфрачервеното лъчение се е увеличила повече от десетократно по време на пътуването му в космоса. Червеното изместване на източника показа, че записаният от учените сигнал е излъчен преди 13,3 милиарда години, или само 500 милиона години след Големия взрив. Това е най-дългото разстояние, регистрирано някога за кислород, а присъствието му показва, че по-ранните поколения звезди трябва да съществуват и в тази галактика.
В допълнение към кислородните емисии, регистрирани в ALMA, изследователите забелязват и по-слаби емисии на водород с VLT. Разстоянието до галактиката, определено от тези наблюдения, съответства на това, получено от кислородната линия. По този начин MACS1149-JD1 се оказва най-далечната галактика с надеждно определено разстояние и най-далечната галактика, наблюдавана някога на ALMA или VLT.
Първото увеличено изображение показва коя галактика MACS1149-JD1 е била видяна от VLT на ESO; второто е как космическият телескоп Хъбъл видя тази галактика. Белите контури показват зоните на йонизиран кислород, наблюдавани от телескопа ALMA.
„Ние виждаме тази галактика в епоха, когато Вселената е била само на 500 милиона години - и се оказва, че по това време тя вече е била обитавана от зрели звезди“, обяснява Никола Лапорт, втори автор на статията.
"Можем да използваме тази галактика, за да изследваме по-ранен, напълно непознат период в космическата история."
Известно време след Големия взрив във Вселената нямаше кислород: той се появи в резултат на процеси на сливане в червата на първите звезди и след това, когато се получиха експлозии на свръхнови, се разпръсна в пространството. Регистрацията на кислород в MACS1149-JD1 показва, че само 500 милиона години след началото на Вселената, тези ранни поколения звезди вече са се образували и са успели да произведат достатъчно кислород. За да установят кога започват да се появяват първите светила, изследователите реконструират ранната история на MACS1149-JD1 от инфрачервени данни, получени от телескопите Хъбъл и Шпицер. Оказа се, че наблюдаваната яркост на галактиката е добре обяснена от модел, при който началото на образуването на звезди датира от епоха само 250 милиона години след Големия взрив. Освен това днес се вярваче "тъмните векове" са дошли 377 милиона години след раждането на Вселената - тоест трябва да се предположи, че MACS1149-JD1 започва да се формира в ерата на рекомбинацията.
Промоционално видео:
По този начин MACS1149-JD1 кара учените да се чудят кога са възникнали първите галактики. Възрастта на обекта, който те откриха, показва, че те са съществували много преди ерата, в която вече сме в състояние да ги регистрираме.
В миналото най-далечният кислород е бил открит в галактика, която се е родила 700 милиона години след Големия взрив. Според оценките на изследователите неговото количество се е оказало около десет пъти по-малко от наблюдаваното количество кислород на Слънцето.
Николай Хижняк