Ve vzdálené, vzdálené galaxii zvané MACS1149-JD1, vzdálené 13,28 miliardy světelných let, astronomové našli kyslík, který by se podle nich mohl objevit jen 500 milionů let po Velkém třesku. Vědci, kteří napsali článek o objevu v časopise Nature, říkají, že se jedná o nejčasnější objev kyslíku v měřítku věku vesmíru. Navíc se galaxie objevená vědci stala nejvzdálenější galaxií se spolehlivě určenou vzdáleností. Modely ukazují, že se v něm začaly tvořit první hvězdy před 13,5 miliardami let.
Po Velkém třesku se ve vesmíru odehrály složité procesy - zrodily se první kvarky, hadrony a další subatomické částice a po nich se objevily první atomy, které se staly součástí primární hvězdné hmoty. Když došlo k rekombinaci vodíku a vesmír se začal ochladit, vrhla se do „temného věku“. V té době nebyly první hvězdy dosud rozsvíceny a kvazary se nenarodily - aktivní galaktická jádra s uvnitř uvnitř obrovskou černou dírou. Tato éra skončila „kosmickým úsvitem“- vznikem starověkých galaxií, které dnes registrujeme. Jejich hledání je důležité, aby bylo možné určit, jak došlo k vývoji vesmíru a základních chemických prvků.
Mezinárodní tým astronomů vedený Takuyou Hashimotem z univerzity Sanyo v Osace pozoroval velmi vzdálenou galaxii MACS1149-JD1 s dalekohledem ALMA a objevil velmi slabý záblesk ionizovaného kyslíku. V důsledku expanze vesmíru se vlnová délka původně infračerveného záření během své cesty ve vesmíru více než desetkrát zvýšila. Redshift zdroje naznačil, že signál zaznamenaný vědci byl vyslán před 13,3 miliardami let, nebo jen 500 miliónů let po Velkém třesku. Toto je nejdelší vzdálenost, jaká byla kdy zaznamenána pro kyslík, a její přítomnost naznačuje, že v této galaxii musí existovat i dřívější generace hvězd.
Kromě emisí kyslíku zaznamenaných u ALMA vědci také zaznamenali slabší emise vodíku u VLT. Vzdálenost od galaxie stanovená z těchto pozorování je konzistentní se vzdáleností získanou z kyslíkové linie. MACS1149-JD1 se tak ukazuje jako nejvzdálenější galaxie se spolehlivě určenou vzdáleností a nejvzdálenější galaxií, jaká byla kdy pozorována na ALMA nebo VLT.
První zvětšený obrázek ukazuje, kterou galaxii MACS1149-JD1 viděl VLT ESO; druhým je, jak Hubbleův vesmírný dalekohled viděl tuto galaxii. Bílé obrysy ukazují zóny ionizovaného kyslíku viditelné dalekohledem ALMA.
"Vidíme tuto galaxii v době, kdy byl vesmír pouhých 500 milionů let - a ukázalo se, že v té době už bylo osídleno vyspělými hvězdami," vysvětluje Nicolas Laporte, druhý autor článku.
"Můžeme použít tuto galaxii k prozkoumání dřívějšího, zcela neznámého období v historii vesmíru."
Nějakou dobu po Velkém třesku nebyl ve vesmíru žádný kyslík: objevil se jako výsledek fúzních procesů ve střevech prvních hvězd a poté, když došlo k výbuchu supernovy, byl rozptýlen ve vesmíru. Registrace kyslíku v MACS1149-JD1 ukazuje, že pouhých 500 miliónů let po začátku vesmíru již tyto rané generace hvězd vytvořily a dokázaly produkovat dostatek kyslíku. Aby zjistili, kdy se začaly objevovat první svítidla, vědci rekonstruovali ranou historii MACS1149-JD1 z infračervených dat získaných teleskopy Hubble a Spitzer. Ukázalo se, že pozorovaná jasnost galaxie je dobře vysvětlena modelem, kdy začátek formování hvězd sahá do epochy pouhých 250 milionů let po Velkém třesku. Navíc se dnes věříže "temné věky" přišly 377 milionů let po narození vesmíru - to znamená, že by se mělo předpokládat, že MACS1149-JD1 se začala formovat v době rekombinace.
Propagační video:
MACS1149-JD1 tedy vědce zajímá, kdy vznikly první galaxie. Stáří objektu, který objevili, naznačuje, že existovaly dlouho před dobou, v níž je nyní můžeme registrovat.
V minulosti byl nejvzdálenější kyslík nalezen v galaxii, která se narodila 700 milionů let po Velkém třesku. Podle odhadů vědců bylo jeho množství asi desetkrát menší než pozorované množství kyslíku na slunci.
Nikolay Khizhnyak