17.08.2018
PL EN
19.05.2018 aktualizacja 19.05.2018

Teleskopy w Chile dostrzegły najdalszy tlen w kosmosie

Zdjęcie gromady galaktyk MACS J1149.5+2223 . W ramce znajduje się obraz galaktyki MACS1149-JD1 Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA/ESA Hubble Space Telescope, W. Zheng (JHU), M. Postman (STScI), CLASH Team, Hashimoto et al. Zdjęcie gromady galaktyk MACS J1149.5+2223 . W ramce znajduje się obraz galaktyki MACS1149-JD1 Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA/ESA Hubble Space Telescope, W. Zheng (JHU), M. Postman (STScI), CLASH Team, Hashimoto et al.

Dzięki teleskopom pracującym na pustyni Atakama w Chile, naukowcy uzyskali dowód na to, że gwiazdy zaczęły powstawać szybciej po Wielkim Wybuchu niż przypuszczano. Astronomom udało się znaleźć oznaki występowania tlenu na krańcach obserwowalnego Wszechświata.

O odkryciu poinformowały: Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO), amerykańskie National Radio Astronomy Observatory (NRAO) oraz National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Wyniki badań ukazały się w czwartek w czasopiśmie „Nature”.

Międzynarodowy zespół astronomów, którym kierowali Takuya Hashimoto (Osaka Sangyo University/National Astronomical Observatory of Japan, Japonia) i Nicolas Laporte (University College London, Wielka Brytania), użył wielkiej sieci radioteleskopów Atacama Large Milimeter/submilimeter Array (ALMA) do obserwacji odległej galaktyki oznaczonej jako MACS1149-JD1.

Astronomom udało się zarejestrować słaby sygnał od zjonizowanego tlenu znajdującego się w tej galaktyce. Promieniowanie to w chwili odbioru przez teleskop na Ziemi jest rozciągnięte do fal o długości ponad dziesięć razy większej niż w momencie emisji (przesunięcie ku czerwieni z = 9,1). Jest to skutek rozszerzania się Wszechświata. Ustalono, iż sygnał został wyemitowany 13,3 miliarda lat temu, czyli około 500 milionów lat po Wielkim Wybuchu.

Taka odległość oznacza pobicie rekordu dotyczącego najdalszego zarejestrowanego tlenu w kosmosie. Poprzednie dwa rekordy również były ustanowione dzięki teleskopowi ALMA. Najpierw w 2016 roku Akio Inoue z Osaka Sangyo University i jego współpracownicy wykryli sygnał od tlenu wyemitowany 13,1 miliarda lat temu, a kilka miesięcy później Nicolas Laporte z University College London znalazł sygnał tlenu sprzed 13,2 miliarda lat. Teraz rekord wydłużył się o kolejne 100 milionów lat.

Oprócz obserwacji tlenu przy pomocy radioteleskopu ALMA, badacze wykryli także emisję od wodoru. Do tego drugiego zadania posłużył teleskop VLT. Odległości do galaktyki ustalone na podstawie obserwacji tlenu i wodoru są zgodne ze sobą. Tym samym MACS1149-JD1 jest najdalszą galaktyką z dokładnym pomiarem odległości. A na dodatek jest najdalszą galaktyką w historii obserwacji teleskopów ALMA i VLT.

Odkrycie to ma istotne konsekwencje dla naszych wyobrażeń o powstawaniu gwiazd w początkach Wszechświata. Jak tłumaczy Nicolas Laporte, galaktyka jest widoczna w czasie, gdy Wszechświat miał zaledwie 500 milionów lat, a okazuje się, że już wtedy posiadał populację dojrzałych gwiazd – daje nam to wskazówki co do tego, kiedy zaczęły powstawać pierwsze gwiazdy.

Po Wielkim Wybuchu w kosmosie nie było tlenu. Został wytworzony dopiero w pierwszych gwiazdach, a następnie rozprzestrzenił się, gdy one umierały. Detekcja tlenu w galaktyce MACS1149-JD1 wskazuje, że już wcześniej musiały uformować się pierwsze generacje gwiazd.

Naukowcy spróbowali zrekonstruować wcześniejszą historię galaktyki MACS1149-JD1. W tym celu dodatkowo wykorzystali dane z obserwacji w podczerwieni z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a oraz Kosmicznego Teleskopu Spitzera. Okazało się, że obserwowaną jasność galaktyki najlepiej wyjaśnia model, w którym początek formowania się gwiazd przypada na czasy zaledwie 250 milionów lat po Wielkim Wybuchu (czyli dla przesunięcia ku czerwieni mniej więcej z = 15).

Skoro już w tym okresie istniały gwiazdy, to zapewne i pierwsze galaktyki musiały powstać wcześniej niż te, które obecnie jesteśmy w stanie dostrzec na krańcach obserwowalnego Wszechświata.

ALMA to sieć radioteleskopów składająca się z 66 anten rozmieszczonych na płaskowyżu Chajnantor w Chile na wysokości około 5000 metrów nad poziomem morza. Projekt prowadzą wspólnie kraje Europy, Ameryki Północnej i Azji Wschodniej. Europa jest reprezentowana przez Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO), do którego należy Polska.

Z kolei teleskop VLT, czyli Very Large Telescope (Bardzo Duży Teleskp), to zespół czterech ośmiometrowych teleskopów optycznych w Obserwatorium Paranal na pustyni Atakama w Chile. Teleskop i obserwatorium należą do ESO.

Więcej na ten temat: http://www.eso.org/public/poland/news/eso1815/ https://public.nrao.edu/news/2018-alma-oxygen-iii/

https://alma-telescope.jp/en/news/press/oxygen-201803

(PAP)

cza/ agt/

Copyright © Fundacja PAP 2018