I en fjern, fjern galakse kalt MACS1149-JD1, som ligger 13,28 milliarder lysår unna, har astronomer funnet oksygen, som etter deres mening kan vises der bare 500 millioner år etter Big Bang. Forskere som skrev en artikkel om funnet i tidsskriftet Nature, sier at det er den tidligste oppdagelsen av oksygen på universets alder. Dessuten har galaksen som forskerne oppdaget blitt den fjerneste galaksen med en pålitelig bestemt avstand. Modeller viser at de første stjernene begynte å danne seg i den for over 13,5 milliarder år siden.
Etter Big Bang fant komplekse prosesser sted i universet - første kvarker, hadroner og andre subatomære partikler ble født, og etter dem dukket de første atomene opp, som ble en del av den primære stjernestoff. Da hydrogenrekombinasjon fant sted og universet begynte å kjøle seg, stupte det ned i de "mørke tidene". På den tiden var de første stjernene ennå ikke opplyst og kvasarer ble ikke født - aktive galaktiske kjerner med et supermassivt svart hull inni. Denne epoken endte med den "kosmiske daggry" - fremveksten av de gamle galakser som vi registrerer i dag. Deres søk er viktig for å finne ut hvordan utviklingen av universet og grunnleggende kjemiske elementer foregikk.
Et internasjonalt team av astronomer ledet av Takuya Hashimoto fra Sanyo University i Osaka observerte den veldig fjerne galaksen MACS1149-JD1 med ALMA-teleskopet og oppdaget en veldig svak glød av ionisert oksygen. På grunn av universets utvidelse har bølgelengden til den opprinnelig infrarøde strålingen økt mer enn tidoblet i løpet av sin reise i verdensrommet. Kildens rødskift indikerte at signalet som ble registrert av forskere ble sendt ut for 13,3 milliarder år siden, eller bare 500 millioner år etter Big Bang. Dette er den lengste avstanden som noen gang er registrert for oksygen, og dens tilstedeværelse indikerer at tidligere generasjoner av stjerner også må eksistere i denne galaksen.
I tillegg til oksygenutslippene som er registrert ved ALMA, merket forskerne også svakere hydrogenutslipp med VLT. Avstanden til galaksen bestemt fra disse observasjonene stemmer overens med den som er oppnådd fra oksygenlinjen. Dermed viser MACS1149-JD1 seg å være den mest fjerne galaksen med en pålitelig bestemt avstand og den mest fjerne galaksen som noen gang er observert på ALMA eller VLT.
Det første forstørrede bildet viser hvilken galakse MACS1149-JD1 ble sett av ESOs VLT; det andre er hvordan Hubble-romteleskopet så denne galaksen. De hvite omrissene viser sonene til ionisert oksygen sett av ALMA-teleskopet.
"Vi ser denne galaksen i en tid da universet bare var 500 millioner år gammelt - og det viser seg at den på den tiden allerede var bebodd av modne stjerner," forklarer Nicolas Laporte, andre forfatter av artikkelen.
"Vi kan bruke denne galaksen for å undersøke en tidligere, helt ukjent periode i romhistorien."
En tid etter Big Bang fantes det ikke oksygen i universet: Det dukket opp som et resultat av fusjonsprosesser i innvollene til de første stjernene, og da, da supernovaeksplosjoner skjedde, ble den spredt i verdensrommet. Oksygenregistrering i MACS1149-JD1 viser at bare 500 millioner år etter begynnelsen av universet, har disse tidlige generasjonene av stjerner allerede dannet seg og klart å produsere nok oksygen. For å finne ut når de første armaturene begynte å dukke opp, rekonstruerte forskerne den tidlige historien til MACS1149-JD1 fra infrarøde data hentet av Hubble- og Spitzer-teleskopene. Det viste seg at den observerte lysstyrken til galaksen er godt forklart med en modell der begynnelsen av stjernedannelsen dateres tilbake til en epoke bare 250 millioner år etter Big Bang. Dessuten antas det i dagat de "mørke tidsalder" kom 377 millioner år etter fødselen av universet - det vil si at det må antas at MACS1149-JD1 begynte å danne seg i rekombinasjonstiden.
Salgsfremmende video:
Dermed får MACS1149-JD1 forskere til å lure på når de første galaksene oppsto. Alderen på objektet de oppdaget indikerer at de eksisterte lenge før den epoken vi nå kan registrere dem.
I det siste ble det fjerneste oksygen funnet i en galakse som ble født 700 millioner år etter Big Bang. Mengden, ifølge forskernes estimater, viste seg å være omtrent ti ganger mindre enn den observerte oksygenmengden i solen.
Nikolay Khizhnyak
