Najodleglejsza galaktyka, jaką kiedykolwiek odkryto, skrywa niesamowite sekrety

Dzięki takim instrumentom jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) naukowcy mogą zajrzeć w historię kosmosu głębiej niż kiedykolwiek wcześniej, badając niezwykle odległe obiekty, takie jak galaktyki, które powstały w ciągu pierwszych kilkuset milionów lat istnienia wszechświata. Niedawno astronomowie przeprowadzili intensywną kampanię obserwacyjną galaktyki JADES-GS-z14-0, najodleglejszej galaktyki, jaką kiedykolwiek poznano, i odkryli coś jeszcze bardziej zdumiewającego: ślady tlenu.

Ta galaktyka jest tak oddalona od Ziemi, że światło potrzebowało 13,4 miliardów lat, aby dotrzeć do nas, co oznacza, że ​​widzimy obraz JADES-GS-z14-0 300 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Naukowcy spodziewali się, że w tak młodej galaktyce, znajdującej się na wczesnym etapie rozwoju wszechświata, znajdą dużo wodoru i helu, gdyż są to pierwiastki występujące we wczesnych galaktykach. Jednak za pomocą naziemnego teleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter Array) naukowcy wykryli również tlen – pierwiastek, który nie pojawiłby się, gdyby galaktyka nie była znacznie starsza.

Sander Schouws, badacz z Obserwatorium w Lejdzie, powiedział:

Obserwacje pokazują, że galaktyka ta powstała bardzo szybko i dojrzała znacznie szybciej, niż pierwotnie przewidywano.

Od kiedy James Webb zaczął obserwować wczesne galaktyki, naukowcy zaczęli podejrzewać, że ich modele wczesnego wszechświata mogą być błędne lub co najmniej niekompletne. Okazuje się, że wczesny wszechświat był o wiele bardziej żywy i jaśniejszy, niż przewidywano, a galaktyki powstawały i rozrastały się szybciej, niż oczekiwano. Naukowcy wciąż nie wiedzą, dlaczego tak się działo.

Wyniki te są zaskakujące, ponieważ rzucają nowe światło na najwcześniejsze etapy ewolucji galaktyk. Dowody na to, że galaktyka była już dojrzała na wczesnym etapie istnienia wszechświata, rodzą pytania o to, kiedy i w jaki sposób powstają galaktyki.

Tlen wykryto za pomocą techniki spektroskopowej, w której światło pochodzące z odległych obiektów jest dzielone na różne długości fal, aby określić, które długości fal zostały pochłonięte. Obserwując linie absorpcyjne, naukowcy mogą dowiedzieć się, z czego zbudowany jest odległy obiekt. W tym przypadku dwa niezależne zespoły badawcze odkryły ślady tlenu w galaktyce podczas analizy danych z ALMA – sieci 66 radioteleskopów działających w Chile.

Odkrycia ALMA pomagają również potwierdzić ogromną odległość Ziemi od JADES-GS-z14-0. Chociaż galaktykę tę pierwotnie odkryto za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, ALMA pomógł potwierdzić i dokładnie zmierzyć jej ogromną odległość. Jest to dowód na doskonałe połączenie ALMA i JWST w ujawnianiu powstawania i ewolucji wczesnych galaktyk.

Wyniki badań zostaną opublikowane w artykule w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics oraz w The Astrophysical Journal.