Sok oxigén létezett a korai univerzumban, derül ki a JWST - Physics World -ből

A James Webb Űrteleszkóp (JWST) legmodernebb spektrográfja segítségével a csillagászok bizonyítékot találtak arra, hogy a csillagközi oxigén sokkal nagyobb mennyiségben fordult elő számos ősi galaxisban, mint azt korábban gondolták. Által vezetett Kimihiko Nakajima a Japán Nemzeti Csillagászati ​​Obszervatóriumban a csapat reméli, hogy megfigyeléseik javíthatják a korai univerzum megértését.

Az Ősrobbanás egy korai univerzumot hozott létre, amely hidrogénből és héliumból állt, egy kis lítiummal – és ez az anyag egyesült az első csillagok és galaxisok kialakulásához. A nehezebb elemek, mint például az oxigén, nukleáris fúzióval jöttek létre e csillagok magjában. Ahogy a csillagok szupernóvaként robbantak fel, a nehéz elemek egész galaxisokban szétszóródtak, örökre megváltoztatva a kozmosz kémiai összetételét.

A „gázfázisú fémesség” egy megfigyelési paraméter, amely leírja ezeknek a nehezebb elemeknek a bőségét a galaxisokban (a csillagászok a fém kifejezést minden, a héliumnál nehezebb elemre használják). Értéke döntő fontosságú a galaxisok evolúciós történetének megértéséhez, valamint annak előrejelzéséhez, hogy mikor kezdenek megjelenni az összetett molekulák – az élet lehetséges építőkövei.

Megbízható műszer

A galaxis gázfázisú fémességének megbízható mérőeszköze az ionizált oxigén mennyisége a csillagközi közegben. Ez a bőség az oxigén által kibocsátott jellemző fény megfigyelésével határozható meg. Ennek a megközelítésnek azonban megvannak a korlátai a nagyon korai univerzum megfigyelésekor.

"A korábbi megfigyelések már felfedték bőséges oxigén jelenlétét a galaxisokban körülbelül kétmilliárd évvel az Ősrobbanás után" - magyarázza Nakajima. "Azonban az időben még régebben létező galaxisok fényét jelentősen befolyásolja az univerzum tágulása, ami a közeli infravörös tartományba tolódik el."

Nakajima és munkatársai most a JWST-k segítségével figyelték meg ezt a vörös eltolódású fényt Közeli infravörös spektrográf (NIRSpec) – és ez lehetővé tette számukra, hogy áttörést érjenek el az ősi galaxisok gázfázisú fémességének mérésében.

Áttörő megfigyelések

"138 ősi galaxist azonosítottunk, amelyek több mint 12 milliárd évvel ezelőtt léteztek, és meghatároztuk oxigénbőségüket, ami szinte lehetetlen volt a JWST elindítása előtt" - lelkendezik Nakajima. "Korszerű elemzési technikákat fejlesztettünk ki és szigorúan alkalmaztunk a NIRSpec adatokra, és a korábbi tanulmányoknál többszörösen nagyobb léptékű elemzéseket végeztünk."

A JWST spektrométer finomítja a távoli galaxisok vöröseltolódását

Eredményeik azt mutatják, hogy néhány kivételével a NIRSpec által megfigyelt legrégebbi galaxisok mindegyikében a csillagközi közeg összetétele rendkívül ismerős volt. „A legtöbb galaxisnak a modern galaxisokhoz hasonló oxigénbősége volt” – mondja Nakajima. A legősibb galaxisok közül azonban, amelyek akkoriban léteztek, amikor az univerzum még csak 500–700 millió éves volt, hatban sokkal kevesebb oxigén volt, mint a modern galaxisokban.

Ezzel a felfedezéssel a csapat pontosabban meg tudta határozni, mikor kezdett megváltozni az univerzum elemi összetétele. "Az eredmények azt mutatják, hogy a galaxisok oxigénbősége gyorsan és drámai módon megnövekedett az univerzum születése utáni első 500-700 millió évben" - mondja Nakajima. "Ez a felfedezés azt sugallhatja, hogy a szükséges összetevők, például az oxigén már a korai univerzumban könnyen elérhetők, az élet hamarabb megjelenhetett, mint azt korábban gondolták."

A csapat azt feltételezi, hogy ezt a hirtelen változást a korai univerzum csillagkeletkezési természetében mutatkozó különbségek, valamint a galaxisokba be- és kiáramló anyagok okozhatták. A NIRSpec-el végzett további megfigyelések, valamint alaposabb statisztikai számítások révén most egy robusztusabb elmélet felépítésére törekszenek jövőbeni munkájuk során.

A megfigyelések leírása a Az Astrophysical Journal Supplement Series.

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
• PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://physicsworld.com/a/lots-of-oxygen-existed-in-the-early-universe-jwst-reveals/