Vo vzdialenej galaxii MACS1149-JD1 vzdialenej 13,28 miliárd svetelných rokov astronómovia našli kyslík, ktorý by sa podľa nich mohol objaviť len 500 miliónov rokov po Veľkom tresku. Vedci, ktorí napísali článok o objave v časopise Nature, tvrdia, že ide o najskorší objav kyslíka na stupnici veku vesmíru. Okrem toho sa galaxia objavená vedcami stala spoľahlivo určenou vzdialenosťou najviac vzdialenou galaxiou. Modely ukazujú, že prvé hviezdy sa v ňom začali tvoriť pred 13,5 miliardami rokov.
Po Veľkom tresku sa vo vesmíre uskutočnili zložité procesy - zrodili sa prvé kvarky, hadróny a ďalšie subatomárne častice a po nich sa objavili prvé atómy, ktoré sa stali súčasťou primárnej hviezdnej hmoty. Keď sa uskutočnila vodíková rekombinácia a vesmír sa začal ochladzovať, vrhol sa do „temného veku“. V tom čase ešte neboli rozsvietené prvé hviezdy a nenarodili sa kvasary - aktívne galaktické jadrá so supermasívnou čiernou dierou vo vnútri. Táto éra sa skončila „kozmickým úsvitom“- vznikom starovekých galaxií, ktoré dnes registrujeme. Ich hľadanie je dôležité, aby sa určilo, ako sa vyvíjal vesmír a základné chemické prvky.
Medzinárodný tím astronómov vedený Takuya Hashimotoom z univerzity Sanyo v Osake pozoroval veľmi vzdialenú galaxiu MACS1149-JD1 s ďalekohľadom ALMA a objavil veľmi slabú žiaru ionizovaného kyslíka. V dôsledku expanzie vesmíru sa vlnová dĺžka pôvodne infračerveného žiarenia počas svojej cesty vo vesmíre zvýšila viac ako desaťnásobne. Redshift zdroja naznačil, že signál zaznamenaný vedcami bol vysielaný pred 13,3 miliardami rokov, alebo len 500 miliónov rokov po Veľkom tresku. Toto je najdlhšia vzdialenosť, aká bola kedy zaznamenaná pre kyslík, a jej prítomnosť naznačuje, že v tejto galaxii musia existovať aj staršie generácie hviezd.
Vedci si okrem emisií kyslíka zaznamenaných pri ALMA všimli aj slabšie emisie vodíka pri VLT. Vzdialenosť od galaxie stanovená z týchto pozorovaní je konzistentná so vzdialenosťou získanou z kyslíkovej línie. MACS1149-JD1 sa tak ukazuje ako najvzdialenejšia galaxia so spoľahlivo určenou vzdialenosťou a najvzdialenejšou galaxiou, aká bola kedy pozorovaná na ALMA alebo VLT.
Prvý zväčšený obrázok ukazuje, ktorú galaxiu MACS1149-JD1 videli VLT ESO; Druhé je to, ako videl túto galaxiu Hubbleov vesmírny teleskop. Biele obrysy znázorňujú zóny ionizovaného kyslíka videné ďalekohľadom ALMA.
„Túto galaxiu vidíme v dobe, keď bol vesmír len 500 miliónov rokov - a ukázalo sa, že v tom čase už boli obývané zrelými hviezdami,“vysvetľuje Nicolas Laporte, druhý autor článku.
„Túto galaxiu môžeme použiť na testovanie skoršieho, úplne neznámeho obdobia v histórii vesmíru.“
Po nejakom čase po Veľkom tresku nebol vo vesmíre kyslík: objavil sa ako výsledok fúznych procesov v útrobách prvých hviezd a potom, keď došlo k výbuchu supernovy, bol rozptýlený vo vesmíre. Registrácia kyslíka v MACS1149-JD1 ukazuje, že len 500 miliónov rokov po začiatku vesmíru už tieto rané generácie hviezd vytvorili a dokázali produkovať dostatok kyslíka. Vedci zistili, že keď sa začali objavovať prvé svietidlá, zrekonštruovali ranú históriu MACS1149-JD1 z infračervených údajov získaných teleskopmi Hubble a Spitzer. Ukázalo sa, že pozorovaný jas galaxie je dobre vysvetlený modelom, kde začiatok tvorby hviezd siaha do epochy len 250 miliónov rokov po Veľkom tresku. Navyše sa dnes veríže "temné veky" prišli 377 miliónov rokov po narodení vesmíru - to znamená, že MACS1149-JD1 sa začala formovať v dobe rekombinácie.
Propagačné video:
MACS1149-JD1 teda vedcov zaujíma, kedy vznikli prvé galaxie. Vek predmetu, ktorý objavili, naznačuje, že existoval dlho pred obdobím, v ktorom ich teraz môžeme zaregistrovať.
V minulosti sa najviac vzdialený kyslík nachádzal v galaxii, ktorá sa narodila 700 miliónov rokov po Veľkom tresku. Podľa odhadov vedcov bolo jeho množstvo asi desaťkrát nižšie ako pozorované množstvo kyslíka na slnku.
Nikolay Khizhnyak