Pirmatnējā galaktikā Visumā ir vistālāk atklāts skābeklis

Senā Galaxy SXDF-NB1006-2 mākslinieka koncepcija

Mākslinieka koncepcija par seno galaktiku SXDF-NB1006-2, kas atrodas 13,1 miljarda gaismas gadu attālumā no Zemes un, iespējams, izveidojusies tieši pēc Visuma “tumšā laikmeta”. Visums ir aptuveni 13,8 miljardus gadu vecs. Zaļā krāsa norāda skābekli galaktikā, kā to redz ALMA radioteleskops, bet violeta apzīmē ūdeņradi, ko atklājis Subaru teleskops. (Attēla kredīts: NAOJ)





Jauns pētījums atklāj, ka astronomi ir atklājuši skābekļa pazīmes vienā no Visuma pirmajām galaktikām, kas radās neilgi pēc tam, kad kosmiskie tumšie laikmeti pastāvēja pirms Visumam bija zvaigznes.

Atklājums, kura centrā ir patiesi senā galaktika SXDF-NB1006-2, kas atrodas aptuveni 13,1 miljarda gaismas gadu attālumā no Zemes, varētu palīdzēt atrisināt noslēpumu par to, cik daudz pirmās zvaigznes palīdzēja iztīrīt miglaino miglu, kas savulaik piepildīja Visumu. pētnieki teica.

Iepriekšējie pētījumi liecina, ka pēc Visums dzimis Lielajā sprādzienā Apmēram pirms 13,8 miljardiem gadu Visums bija tik karsts, ka visi esošie atomi tika sadalīti pozitīvi lādētos kodolos un negatīvi lādētos elektronos. Šī elektriski uzlādēto jonu zupa izkliedēja gaismu, neļaujot tai brīvi ceļot. [Slaidrāde: No Lielā sprādziena līdz šim 10 vienkāršos soļos ]



Visuma “tumšie laikmeti”

Iepriekšējais darbs liecināja, ka aptuveni 380 000 gadus pēc Lielā sprādziena Visums atdzisa pietiekami, lai šīs daļiņas varētu rekombinēties atomos, beidzot ļaujot spīdēt pirmajai gaismai Kosmosā, kas nāk no Lielā sprādziena. Tomēr pēc šī rekombinācijas laikmeta nāca kosmiskie 'tumšie laikmeti' ; šajā laikmetā citas gaismas nebija, jo zvaigznes vēl nebija izveidojušās.

Iepriekšējie pētījumi arī liecināja, ka, sākot apmēram 150 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena, Visums sāka parādīties no kosmiskajiem tumšajiem viduslaikiem laikā, kas pazīstams kā reionizācija . Šajā laikmetā, kas ilga vairāk nekā pusmiljardu gadu, gāzes puduri sabruka pietiekami, lai veidotos pirmās zvaigznes un galaktikas, kuru intensīvā ultravioletā gaisma jonizēja un iznīcināja lielāko daļu neitrāli uzlādētā ūdeņraža, sadalot to, veidojot protonus un elektronus.

Sīkāka informācija par reionizācijas laikmetu ir ārkārtīgi sarežģīta, jo tā notika tik sen. Lai ieraudzītu gaismu no tik seniem laikiem, pētnieki meklē objektus, kas atrodas pēc iespējas tālāk - jo attālāk tie atrodas, jo vairāk laika vajadzēja, lai gaisma nokļūtu uz Zemes. Šādi attālināti objekti ir redzami tikai ar labākajiem šodien pieejamajiem teleskopiem.



Senā galaktika SXDF-NB1006-2 (labā attēla centrā un ieliktņos pa kreisi) ir redzama šajā krāsu saliktajā attēlā no Subaru XMM-Ņūtona dziļās izpētes lauka. Galaktika parādās sarkanā krāsā un atrodas 13,1 miljarda gaismas gadu attālumā no Zemes.

Senā galaktika SXDF-NB1006-2 (labā attēla centrā un ieliktņos pa kreisi) ir redzama šajā krāsu saliktajā attēlā no Subaru XMM-Ņūtona dziļās izpētes lauka. Galaktika parādās sarkanā krāsā un atrodas 13,1 miljarda gaismas gadu attālumā no Zemes.(Attēla kredīts: NAOJ)

Daudz kas vēl nav zināms par reionizācijas laikmetu, piemēram, kādas bija pirmās zvaigznes, kā veidojās agrākās galaktikas un kādi gaismas avoti izraisīja reionizāciju. Daži iepriekšējie darbi liecināja, ka masveida zvaigznes galvenokārt bija atbildīgas par reionizāciju, bet citi pētījumi liecināja, ka melnie caurumi bija nozīmīgs un potenciāli dominējošais vaininieks aiz šī notikuma.



Tagad, aplūkojot seno galaktiku, pētnieki, iespējams, ir atklājuši norādes par reionizācijas cēloni.

'Mūsu novērotā galaktika var būt spēcīgs gaismas avots reionizācijai,' pētījuma vadītājs Autors Akio Inoue, Japānas Osakas Sangyo universitātes astronoms, sacīja guesswhozoo.com.

Seno galaktiku medības ar skābekli

Zinātnieki analizēja galaktiku ar nosaukumu SXDF-NB1006-2, kas atrodas aptuveni 13,1 miljarda gaismas gadu attālumā no Zemes. Kad šī galaktika tika atklāta 2012. gadā, tā bija visattālākā tajā laikā zināmā galaktika.

Izmantojot datus no Atacama lielo milimetru/submilimetru masīvs (ALMA) Atakamas tuksnesī Čīlē, pētnieki redzēja, kā SXDF-NB1006-2 izskatījās 700 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena. Viņi koncentrējās uz gaismu no skābekļa un putekļu daļiņām.

'Smago elementu meklēšana agrīnajā Visumā ir būtiska pieeja, lai izpētītu zvaigžņu veidošanās darbību šajā periodā,' teikts Inoue paziņojumā.

Senās galaktikas SXDF-NB1006-2 tuvplāna skats, kurā redzams jonizēts skābeklis (zaļā krāsā), kā redzams ALMA radioteleskopā, un jonizēts ūdeņradis (zilā krāsā), ko redz Subaru teleskops. Apvienotās Karalistes infrasarkanā teleskopa noteiktā ultravioletā gaisma tiek parādīta sarkanā krāsā.

Senās galaktikas SXDF-NB1006-2 tuvplāna skats, kurā redzams jonizēts skābeklis (zaļā krāsā), kā redzams ALMA radioteleskopā, un jonizēts ūdeņradis (zilā krāsā), ko redz Subaru teleskops. Apvienotās Karalistes infrasarkanā teleskopa noteiktā ultravioletā gaisma tiek parādīta sarkanā krāsā.(Attēla kredīts: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), NAOJ)

Zinātnieki pamanīja skaidras skābekļa pazīmes no SXDF-NB1006-2, kas ir visattālākais atklātais skābeklis. Šis skābeklis tika jonizēts, kas liek domāt, ka šai galaktikai bija vairākas jaunas, milzu zvaigznes, kas desmitiem reižu smagākas par sauli. Šīs jaunās zvaigznes būtu arī izstarojušas intensīvu ultravioleto gaismu, ierosināja pētnieki.

Zinātnieki lēsa, ka SXDF-NB1006-2 skābekļa bija 10 reizes mazāk nekā saulē. Šis aprēķins atbilda pētnieku komandas simulācijām - tikai vieglie elementi, piemēram, ūdeņradis, hēlijs un litijs, pastāvēja Visuma pirmdzimšanas brīdī, bet smagākie elementi, piemēram, skābeklis, vēlāk tika kalti zvaigžņu sirdīs.

Tomēr negaidīti pētnieki atklāja, ka SXDF-NB1006-2 ir divas līdz trīs reizes mazāk putekļu, nekā simulācijas bija paredzējušas. Šis putekļu trūkums, iespējams, ir veicinājis reionizāciju, ļaujot gaismai no šīs galaktikas jonizēt milzīgo gāzes daudzumu ārpus šīs galaktikas, sacīja pētnieki.

'SXDF-NB1006-2 būtu par kosmisko reionizāciju atbildīgo gaismas avotu prototips,' teikts Inoue paziņojumā.

Viens iespējamais izskaidrojums mazākajam putekļu daudzumam ir tāds, ka supernovas sprādzienu triecienviļņi, iespējams, to ir iznīcinājuši, sacīja pētnieki. Vēl viena iespēja ir tāda, ka telpā starp SXDF-NB1006-2 zvaigznēm, iespējams, nav bijis daudz aukstu, blīvu mākoņu, kas šajos mākoņos aug mazliet līdzīgi kā sniegpārsliņas aukstajos mākoņos uz Zemes.

Šis pētījums var palīdzēt atbildēt uz to, kas izraisīja reionizāciju. 'Reionizācijas avots ir sena lieta-masīvas zvaigznes vai supermasīvi melnie caurumi?' Inoue teica. 'Šķiet, ka šai galaktikai nav supermasīva melna cauruma, bet tajā ir vairākas masīvas zvaigznes. Tātad masīvas zvaigznes, iespējams, reionizēja Visumu. ”

Pētnieki turpina analizēt SXDF-NB1006-2 ar ALMA.

'Augstākas izšķirtspējas novērojumi ļaus mums redzēt jonizētā skābekļa izplatību un kustību galaktikā un sniegs vērtīgu informāciju, lai izprastu galaktikas īpašības,' teikts pētījuma līdzautora Yoichi Tamura no Tokijas universitātes paziņojumā. .

Zinātnieki tiešsaistē sīki izklāstīja savus secinājumus 16. jūnijā žurnālā Science.

Sekojiet Čārlzam Č.Čoim Twitter @cqchoi . Seko mums @Spacedotcom , Facebook un Google+ . Oriģināls raksts par guesswhozoo.com .