Tālajā, tālajā galaktikā ar nosaukumu MACS1149-JD1, kas atrodas 13,28 miljardu gaismas gadu attālumā, astronomi ir atraduši skābekli, kas, viņuprāt, tur varētu parādīties tikai 500 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena. Zinātnieki, kas rakstīja rakstu par šo atklājumu žurnālā Nature, apgalvo, ka tas ir vissenākais skābekļa atradums Visuma vecuma mērogā. Turklāt pētnieku atklātā galaktika ir kļuvusi par vistālāko galaktiku ar ticami noteiktu attālumu. Modeļi rāda, ka pirmās zvaigznes tajā sāka veidoties pirms vairāk nekā 13,5 miljardiem gadu.
Pēc Lielā sprādziena Visumā notika sarežģīti procesi - dzima pirmie kvarki, hadroni un citas subatomiskās daļiņas, un pēc tiem parādījās pirmie atomi, kas kļuva par daļu no primārajām zvaigžņu lietām. Kad notika ūdeņraža rekombinācija un Visums sāka atdzist, tas ienāca “tumšajos laikmetos”. Tajā laikā pirmās zvaigznes vēl nebija iedegtas un kvazāri nedzima - aktīvi galaktikas kodoli ar supermasīvu melno caurumu iekšpusē. Šis laikmets beidzās ar “kosmisko rītausmu” - seno galaktiku parādīšanos, kuras mēs šodien reģistrējam. Viņu meklēšana ir svarīga, lai noteiktu, kā notika Visuma un galveno ķīmisko elementu evolūcija.
Starptautiska astronomu komanda Takuya Hašimoto vadībā no Sanyo universitātes Osakā ar ALMA teleskopu novēroja ļoti tālo galaktiku MACS1149-JD1 un atklāja ļoti vāju jonizēta skābekļa mirdzumu. Sakarā ar Visuma paplašināšanos sākotnēji infrasarkanā starojuma viļņa garums ir palielinājies vairāk nekā desmit reizes tā pārvietošanās laikā kosmosā. Avota sarkanā maiņa norādīja, ka zinātnieku ierakstītais signāls tika izstarots pirms 13,3 miljardiem gadu vai tikai 500 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena. Tas ir garākais attālums, kāds jebkad reģistrēts skābeklim, un tā klātbūtne norāda, ka arī šai galaktikā ir jāatrodas iepriekšējām zvaigžņu paaudzēm.
Papildus skābekļa emisijām, kas reģistrētas ALMA, pētnieki pamanīja arī vājākas ūdeņraža emisijas ar VLT. Pēc šiem novērojumiem noteiktais attālums līdz galaktikai atbilst attālumam, kas iegūts no skābekļa līnijas. Tādējādi MACS1149-JD1 izrādās vistālākā galaktika ar ticami noteiktu attālumu un vistālākā galaktika, kāda jebkad novērota ALMA vai VLT.
Pirmais palielināts attēls parāda, kuru galaktiku MACS1149-JD1 redzēja ESO VLT; otrais ir tas, kā Habla kosmiskais teleskops redzēja šo galaktiku. Baltās kontūras parāda jonizētā skābekļa zonas, kuras redz ALMA teleskops.
“Mēs redzam šo galaktiku laikmetā, kad Visumam bija tikai 500 miljoni gadu, un izrādās, ka tajā laikā to jau apdzīvoja nobriedušas zvaigznes,” skaidro Nikolass Laporte, otrais raksta autors.
"Mēs varam izmantot šo galaktiku, lai pārbaudītu agrāku, pilnīgi nezināmu periodu kosmosa vēsturē."
Kādu laiku pēc Lielā sprādziena Visumā nebija skābekļa: tas parādījās saplūšanas procesu rezultātā pirmo zvaigžņu zarnās, un tad, kad notika supernovas sprādzieni, tas tika izkliedēts telpā. Skābekļa reģistrācija MACS1149-JD1 parāda, ka tikai 500 miljonus gadu pēc Visuma sākuma šīs agrīnās zvaigžņu paaudzes jau ir izveidojušās un tām ir izdevies saražot pietiekami daudz skābekļa. Lai uzzinātu, kad sāka parādīties pirmie gaismekļi, pētnieki rekonstruēja MACS1149-JD1 agrīno vēsturi no infrasarkanajiem datiem, kas iegūti Habla un Špicera teleskopos. Izrādījās, ka novērotais galaktikas spilgtums ir labi izskaidrojams ar modeli, kurā zvaigžņu veidošanās sākums meklējams laikmetā tikai 250 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena. Turklāt šodien tiek uzskatītska "tumšie laikmeti" nāca 377 miljonus gadu pēc Visuma dzimšanas - tas ir, jāpieņem, ka MACS1149-JD1 sāka veidoties rekombinācijas laikmetā.
Reklāmas video:
Tādējādi MACS1149-JD1 liek zinātniekiem brīnīties, kad radās pirmās galaktikas. Viņu atklātā objekta vecums norāda, ka tie pastāvēja ilgi pirms laikmeta, kurā mēs tagad tos varam reģistrēt.
Agrāk vistālākais skābeklis tika atrasts galaktikā, kas dzimusi 700 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena. Tās daudzums, pēc pētnieku aplēsēm, izrādījās apmēram desmit reizes mazāks nekā novērotais skābekļa daudzums saulē.
Nikolajs Khizhnyak
