Naukowcy, którymi kierował Nicolas Laporte z University College London, byli zaskoczeni, iż ta młoda galaktyka zawiera dużo międzygwiazdowego pyłu - pyłu powstałego w wyniku śmierci wcześniejszej generacji gwiazd.
Nauka w portalu PolskieRadio.pl
Dalsze obserwacje przy pomocy instrumentu X-shooter na należącym do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) teleskopie VLT (Very Large Telescope) potwierdziły ogromną odległość do A2744_YD4.
- A2744_YD4 jest nie tylko najdalszą galaktyką zaobserwowaną do tej pory przez ALMA, ale detekcja tak dużej ilości pyłu wskazuje, że wczesne supernowe już musiały zanieczyścić tę galaktykę - powiedział Laporte.
Kosmiczny pył jest zbudowany głównie z krzemu, węgla i aluminium, w małych ziarnach mierzących milionowe części centymetra.
Chemiczne pierwiastki w tych ziarnach są wykuwane w gwiazdach i rozprzestrzenianie w kosmosie, gdy gwiazdy te umierają, zwykle spektakularnie podczas wybuchów supernowych, czyli końcowego losu żyjących krótko gwiazd masywnych.
Obecnie pyłu jest mnóstwo i jest kluczowym elementem w powstaniu gwiazd, planet i złożonych cząsteczek, jednak we wczesnym Wszechświecie - zanim umarła pierwsza generacja gwiazd - występował rzadko.
Obserwacje zapylonej galaktyki A2744_YD4 były możliwe dzięki temu, iż znajduje się za masywną gromadą galaktyk Abell 2744.
Ponieważ zjawisko zwane soczewkowaniem grawitacyjnym, w którym gromada działa niczym gigantyczny kosmiczny teleskop powiększający bardziej odległą A2744_YD4 o 1,8 razy, pozwoliła naukowcom zajrzeć daleko we wczesny Wszechświat.
Obserwacje ALMA wykryły także w A2744_YD4 świecącą emisję od zjonizowanego tlenu. Jest to najdalszy, czyli także najwcześniejszy, tlen wykryty we Wszechświecie.
"Kosmiczny świt"
Wykrycie pyłu we wczesnym Wszechświecie dostarcza nowych informacji o tym, kiedy eksplodowały pierwsze supernowe, a tym samym także kiedy pierwsze gorące gwiazdy skąpały Wszechświat w świetle.
Ustalenie czasu tego "kosmicznego świtu" jest jednym z głównych wyzwań współczesnej astronomii i może być pośrednio badane przy pomocy analiz własności wczesnego pyłu międzygwiazdowego.
Grupa badawcza szacuje, że A2744_YD4 zawiera ilość pyłu odpowiadającą 6 mln mas Słońca, natomiast całkowita gwiazdowa masa - masa wszystkich gwiazd w galaktyce - to 2 mld mas Słońca.
Naukowcy zmierzyli także tempo procesów gwiazdotwórczych w A2744_YD4 i ustalili, iż jest to 20 mas Słońca na rok - w porównaniu z zaledwie jedną masą Słońca rocznie w Drodze Mlecznej.
- Takie tempo nie jest nietypowe dla tak odległej galaktyki, ale rzuca nowe światło na to, jak szybko uformował się pył w A2744_YD4 - wyjaśnił Richard Ellis, współautor badań.
- Co znaczące, potrzeba było zaledwie ok. 200 milionów lat - zatem jesteśmy świadkami widoku galaktyki krótko po jej uformowaniu się - dodał.
Oznacza to, że znaczące procesy gwiazdotwórcze rozpoczęły się ok. 200 milionów lat przed epoką, z której obserwujemy galaktykę.
Dostarcza to wspaniałej szansy dla ALMA do wspomożenia badań nad erą, w której pierwsze gwiazdy i galaktyki "włączyły się" - najwcześniejszej epoki zbadanej do tej pory.
Nasze Słońce, nasza planeta i nasze istnienie są produktem - po 13 mld lat później - tej pierwsze generacji gwiazd. Badając ich formowanie się, życie i śmierć, sprawdzamy nasze pochodzenie.
- Dalsze pomiary tego typu oferują ciekawą perspektywę śledzenia powstawania wczesnych gwiazd i tworzenia cięższych pierwiastków chemicznych jeszcze dawniej we wczesnym Wszechświecie - podsumował Laporte.
***
Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) jest międzyrządową organizacją astronomiczną. Wspiera je 16 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy.
ESO prowadzi programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie odkryć naukowych.
ESO zarządza trzema obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów.
VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym.
Na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop E-ELT (European Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski), który stanie się "największym okiem świata na niebo".
ESO, kk
