Pierwsze gwiazdy powstały zaledwie 250 milionów lat po Wielkim Wybuchu

Astronomowie wykorzystali obserwatorium ALMA (Atacama Large Millimeter Array) oraz Bardzo Duży Teleskop VLT do ustalenia, że procesy gwiazdotwórcze w bardzo odległej galaktyce MACS1149-JD1 rozpoczęły się na niespodziewanie wczesnym etapie, zaledwie 250 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Wyniki badań ukażą się 17 maja 2018 r. w czasopiśmie “Nature”.

Obserwacje przy użyciu ALMA umożliwiły wykrycie słabej poświaty emitowanej przez zjonizowany tlen z galaktyki MACS1149-JD1. Naukowcy ustalili, że sygnał został wyemitowany 13,3 miliarda lat temu (500 milionów lat po Wielkim Wybuchu), co czyni go najstarszym tlenem kiedykolwiek wykrytym przez teleskop. Obecność tlenu w galaktyce jest wyraźną oznaką, że musiały tam istnieć wcześniejsze generacje gwiazd.

Podczas pierwszych milionów lat istnienia Wszechświata, tlen był nieobecny. Został on (podobnie jak wszystkie pierwiastki cięższe od wodoru i helu) utworzony dopiero w procesach fuzji jądrowej zachodzącej w gwiazdach, a następnie uwolniony wraz z ich śmiercią. Detekcja tlenu w MACS1149-JD1 wskazuje, że pierwsze generacje gwiazd się uformowały i wyprodukowały tlen już 13,3 miliarda lat temu.


Oprócz tlenu dostrzeżonego przez ALMA, Bardzo Duży Teleskop wykrył słabszy sygnał pochodzący od emisji wodorowej. Odległość do galaktyki ustalona na podstawie tych obserwacji jest zgodna z dystansem oszacowanym na podstawie obserwacji tlenu. Czyni to MACS1149-JD1 najdalsza galaktyką, której odległość została oszacowana precyzyjnie i najdalsza zaobserwowaną kiedykolwiek przez ALMA lub VLT.

Aby dowiedzieć się kiedy dokładnie pierwsze gwiazdy powstały, zespół zrekonstruował historię MACS1149-JD1 korzystając z zebranych w podczerwieni danych przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a oraz Kosmiczny Teleskop Spitzera. Okazało się, że obserwowana jasność galaktyki może być dobrze wyjaśniona przez model, w którym początek formowania gwiazd odpowiada czasom zaledwie 250 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Przeprowadzone badania również sugerują, że pierwsze galaktyki powstały dużo wcześniej od tych, które jesteśmy w stanie obecnie zaobserwować.

Zdjęcie na samej górze przedstawia galaktykę MACS1149-JD1 widzianą przez obserwatorium ALMA


Źródło: Europejskie Obserwatorium Południowe