Prisiartinome prie pat kosmoso aušros (Video)

Tada Visata tebuvo nugyvenusi vos 2 % savo dabartinio amžiaus – ir šis atradimas pagerino ankstesnį ankstyviausios žvaigždės rekordą.

Taip pat pagerintas ir seniausio aptiko deguonies rekordas, – už 13,28 milijardų šviesmečių (po 500 milijonų metų nuo DS) – tai liudija tokį ankstyvą žvaigždžių formavimąsi.

Ankstyviausius Visatos laikus tyrinėti itin sudėtinga. Bendrais bruožais suprantame, kas vyko, bet visa tai beprotiškai toli ir turimais instrumentais aptikti kokį nors spinduliavimą sunku, ypač, iš laikų, kai Visatai tebuvo ~300 milijonų metų.

Vėliau objektus Visatoje pamatyti darėsi vis lengviau, ir į vieną tokį objektą dėmesį sutelkė tarptautinė mokslininkų komanda, vadovaujama Takuya Hashimoto, Osaka Sangyo universiteto ir Japonijos Nacionalinės astronomijos observatorijos astronomo.

Jie nukreipė Čilėje pastatytą ALMA antenų masyvą (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array) į vieną iš pačių tolimiausių žinomų Visatos objektų, galaktiką MACS1149-JD1.

Ir nors silpną, tačiau deguonies signalą galaktikos spektre užfiksuoti pavyko.

Remdamasi šviesos bangos ilgiu, kurį Visatos plėtimasis iš infraraudonosios spektro dalies perkėlė į mikrobangas, astronomų komanda įvertino atstumą iki galaktikos – ji už 13,28 milijardų šviesmečių.

Šį atradimą nepriklausomai patvirtino Europos Pietinės observatorijos Labai dideliu teleskopu (Very Large Telescope) aptiktos galaktikos neutralaus vandenilio emisijos linijos.

„Džiūgavau išvydęs ALMA duomenyse tolimąjį deguonies signalą,“ prisimena Hashimoto. „Taip dar prasiplečia regimosios Visatos ribos.“

O kodėl deguonis toks svarbus? Nes ankstyvojoje Visatoje jo nebuvo. Jis kuriamas žvaigždėse; ir tam reikia ne tik jų egzistavimo, bet ir mirties. Deguonis formuojasi žvaigždėse, o kai žvaigždė miršta, jis pasklinda aplinkinėje erdvėje.

Čia jį jonizuoja kitų, skaisčiai infraraudonųjų bangų diapazone tviskančių, žvaigždžių spinduliavimas. Kad MACS1149-JD1 galaktikoje deguonis skleistų infraraudonąjį spinduliavimą, žvaigždžių karta ten jau turėjo užbaigti gyvenimą.

„Ši galaktika matoma tuo laiku, kada Visatai tebuvo 500 milijonų metų, tačiau joje jau buvo brandžių žvaigždžių populiacija,“ sakė vienas komandos narys, kosmologas Nicolas Laporte iš Londono universiteto koledžo (JK).

„Taigi, pasinaudodami šia galaktika, galime stebėti ankstesnį, visiškai nežinomą kosmoso istorijos periodą.“

Paskui reikėjo nustatyti, kaip konkrečiai galaktika tokį deguonies profilį sukūrė.

Tam komanda panaudojo dviejų kosminių teleskopų duomenis, Hubble Space Telescope ir Spitzer Space Telescope. Jie parodė, kad galaktikų šviesumą labai tiksliai paaiškintų modelis, kuriame pirmosios žvaigždės susiformavo 250 milijonų metų anksčiau.

Remiantis šiuo modeliu, šis pirmasis žvaigždžių formavimasis nustūmė dujas tolyn nuo galaktikos, dėl to žvaigždėdara sulėtėjo Bet tada dujos nukristų atgal, sukeldamos antrąjį žvaigždžių formavimosi pliūpsnį maždaug ALMA stebėtu laiku, praėjus 500 milijonų metų po Didžiojo Sprogimo.

Būtent šio antrojo žvaigždžių formavimosi naujai užgimusios masyvios žvaigždės jonizavo pirmosios kartos paliktą deguonį.

Tai reiškia, kad žvaigždės formavosi anksčiau, nei galime išvysti savo teleskopais, kartu ir tai, kad esame dar arčiau kosmoso aušros, kai formavosi pirmosios žvaigždės, atradimo.

„Kosmoso aušros laiko nustatymas yra kosmologijos ir galaktikų formavimosi „Šventasis Gralis“,“ sakė Richardas Ellis, Londono universiteto koledžo astrofizikas ir straipsnio bendraautorius.

„Su MACS1149-JD1 pavyko apžvelgti kosmoso istoriją už turima įranga galimų stebėti galaktikų ribų. Atsigauna optimizmas, kad artinamės prie tiesioginio žvaigždžių šviesos radimosi užfiksavimo.

„O kadangi mes visi esame sukurti iš perdirbtos žvaigždžių medžiagos, iš tiesų tai yra mūsų pačių ištakų radimas.“

Tyrimas buvo publikuotas žurnale Nature.

Michelle Starr

www.sciencealert.com