James Webb dokonuje interesującego odkrycia w młodym wszechświecie

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) dokonał niedawno odkrycia, które rewolucjonizuje nasze rozumienie pierwszych galaktyk i pochodzenia podstawowych elementów życia. Astronomowie odkryli już chmurę węgla w odległej, zwartej galaktyce, która pojawiła się zaledwie 350 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Ta obserwacja stanowi pierwsze odkrycie pierwiastka innego niż wodór we wczesnym Wszechświecie.

Nieoczekiwane odkrycie

Sugerowały to wcześniejsze badania nad powstawaniem pierwiastków we wczesnym wszechświecie WęgielJest niezbędnym elementem życia, jakie znamy, i zaczęło powstawać w dużych ilościach dopiero około miliard lat po Wielkim Wybuchu. Hipoteza ta została oparta na kilku obserwacjach i teoretycznych modelach ewolucji gwiazd i nukleosyntezy.

Mówiąc szczegółowo, po Wielkim Wybuchu wszechświat składał się głównie z wodoru, helu i śladowych ilości litu. Cięższe pierwiastki, zwane w astronomii metalami, powstały w gorących wnętrzach pierwszych gwiazd. To ostatnie nazywa się Gwiazdy Populacyjne IIIbył bardzo duży i krótkotrwały.

Wcześniej sądzono, że te masywne gwiazdy wytwarzają głównie tlen i inne ciężkie pierwiastki, ale niewiele węgla. Modele standardowe przewidywały powstanie tego pierwiastka W dużych ilościach w kolejnych pokoleniach gwiazd (Populacja II) jest mniej masywna i podlega innym procesom syntezy jądrowej.

Według tych modeli wzbogacenie wszechświata w węgiel wymagałoby kilku cykli powstawania i niszczenia gwiazd. Z tych powodów duże ilości węgla potrzebne do uformowania planet skalistych i być może do powstania życia powinny pojawić się bardzo późno po Wielkim Wybuchu, stąd znaczenie tego odkrycia. Ostatnie obserwacje pokazują, że utworzył się węgiel Dużo wcześniej niż oczekiwano. Według badaczy pierwiastek ten może być najstarszym „minerałem” wszechczasów.

Galaxy GS-z12 i jego tajemnice

Aby dokonać tego odkrycia, astronomowie wykorzystali spektrometr bliskiej podczerwieni Teleskopu Jamesa Webba do obserwacji starożytnej galaktyki znanej jako GS-z12. Analizując światło z tej galaktyki na spektrum kolorów, badacze byli w stanie odczytać chemiczny odcisk palca tego zaawansowanego, prymitywnego ciała Zaledwie 350 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Następnie znaleźli mieszaninę śladów tlenu i neonu z silnym sygnałem węglowym.

Nie wiadomo, w jaki sposób ten węgiel powstał tak wcześnie we wszechświecie. Naukowcy sugerują, że może to wynikać z zapadania się gwiazd o mniejszej energii, niż początkowo sądzono. W tym przypadku węgiel mógłby uformować się w zewnętrznych powłokach gwiazd i uciec do wczesnego Wszechświata, zamiast zostać wessany do czarnych dziur.

Jednak tak wczesne odkrycie węgla ma poważne implikacje dla poszukiwań życia gdzie indziej. W rzeczywistości, ponieważ pierwiastek ten jest uważany za niezbędny do życia, jakie znamy, niekoniecznie jest prawdą, że życie wyewoluowało później we wszechświecie.

Wyniki tych badań zostały zaakceptowane do publikacji w czasopiśmie Journal of Astronomy and Astrophysics, a wersja do druku dostępna jest pod linkiem: arXiv.