Астрономи са открили кислород в най-отдалечената, а следователно и най-ранната галактика, която някога е била наблюдавана. Това е най-далечното откриване на кислород, правено някога от човечеството.

Тази ранна галактика, обозначена като JADES-GS-z14-0, съдържа 10 пъти повече тежки елементи, отколкото би се очаквало в галактика, съществувала само 300 милиона години след Големия взрив. Откритията показват, че тази галактика е била зряла още в ранната Вселена, което поставя под въпрос теориите за галактическата еволюция.

JADES-GS-z14-0 е открита през 2024 г. от космическия телескоп „Джеймс Уеб“ (JWST); на светлината ѝ са били необходими около 13.4 млрд. години, за да стигне до нас, което се равнява на около 98% от живота на 13.8 млрд. години Вселена. Новооткритият химичен състав на JADES-GS-z14-0 дойде с помощта на Голямата милиметрова/субмилиметрова решетка в Атакама (ALMA).

„Това е като да откриеш младежи там, където очакваш само бебета“, казва в изявление членът на екипа и изследовател от Лайденската обсерватория Сандер Шуус. „Резултатите показват, че галактиката се е формирала много бързо и също така бързо съзрява, което добавя към нарастващия брой доказателства, че формирането на галактиките става много по-бързо, отколкото се е очаквало.“

JADES-GS-z14-0 е забелязана заедно с няколко други подобни ранни галактики като част от програмата JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES). Този проект има за цел да предостави жизненоважни сведения за това как звездите, газът и черните дупки са еволюирали в първичните галактики, когато Вселената на 13.8 милиарда години е била много млада.

За да разберем защо е толкова изненадващо откриването на тежки елементи в ранна галактика като JADES-GS-z14-0, е необходимо да разгледаме химичния състав на младата Вселена.

Когато Вселената е била на 2% от сегашната си възраст, учените смятат, че тя е била изпълнена предимно с водород - най-лекия елемент в Космоса, малко хелий и малка част от по-тежки елементи, които астрономите донякъде объркващо наричат „метали“. Това означава, че звездите и галактиките, наблюдавани през този период, би трябвало да са съответно „бедни на метали“.

Когато тези първи звезди умират и се взривяват в свръхнови, изработените от тях метали се разпръскват и обогатяват газовите облаци в родните им галактики. Тези облаци в крайна сметка са формирали следващото поколение звезди, които са били по-богати на метали.

Това означава, че колкото по-стара е една галактика, толкова повече нейната „зрялост“ може да бъде измерена въз основа на изобилието от метали, което тя съдържа. На 300 милиона години от началото на живота на Космоса JADES-GS-z14-0 би трябвало да е бедна на метали и „незряла“ - но тя изглежда зряла.

„Бях изумен от неочакваните резултати, защото те откриха нов поглед върху първите фази от еволюцията на галактиките“, казва в изявлението си членът на екипа Стефано Карниани от Scuola Normale Superiore в Пиза, Италия. „Доказателството, че една галактика вече е зряла в детската част на Вселената, повдига въпроси за това кога и как са се образували галактиките.“

Откриването на кислород в тази ранна галактика също така позволи на астрономите да измерят по-точно разстоянието до JADES-GS-z14-0.

Откритието на ALMA предлага изключително прецизно измерване на разстоянието до галактиката с неопределеност от само 0.005%. Това ниво на прецизност - аналогично на точност от 5 см на разстояние 1 километър - помага да се подобри разбирането ни за свойствата на далечните галактики. Въпреки че телескопът „Джеймс Уеб“ откри тази невероятно далечна галактика, точното измерване на разстоянието до Земята нямаше да бъде възможно без ALMA.

Този резултат показва важната роля, която ALMA играе в разкриването на условията, при които са се формирали първите галактики в нашата Вселена.

Снимка: Unsplash/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Carniani et al./S. Schouws et al/JWST: NASA, ESA, CSA, STScI, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Phill Cargile (CfA)

Виж още: Свежа салата, препечени филийки и усмивки са част от менюто на този китайски робот готвач (ВИДЕО)