O mulțime de oxigen a existat în universul timpuriu, dezvăluie JWST – Physics World

Folosind un spectrograf de ultimă oră de pe telescopul spațial James Webb (JWST), astronomii au găsit dovezi că oxigenul interstelar era mult mai abundent în multe galaxii antice decât se credea anterior. Condus de Kimihiko Nakajima la Observatorul Național Astronomic al Japoniei, echipa speră că observațiile lor ar putea îmbunătăți înțelegerea noastră despre universul timpuriu.

Big Bang-ul a creat un univers timpuriu care a fost format din hidrogen și heliu, cu un pic de litiu - și această materie s-a unit pentru a forma primele stele și galaxii. Elementele mai grele, cum ar fi oxigenul, au fost apoi create prin fuziunea nucleară în nucleele acestor stele. Pe măsură ce stelele au explodat ca supernove, elementele grele au fost dispersate în galaxii întregi, transformând pentru totdeauna compoziția chimică a cosmosului.

„Metalicitatea în fază gazoasă” este un parametru de observație care descrie abundența acestor elemente mai grele în galaxii (astronomii folosesc termenul de metal pentru toate elementele mai grele decât heliul). Valoarea sa este crucială pentru înțelegerea istoriei evoluției unei galaxii, precum și pentru prezicerea momentului în care moleculele complexe - posibilele blocuri de construcție ale vieții - pot începe să apară.

Ecartament de încredere

Un indicator de încredere al metalicității în fază gazoasă a unei galaxii este abundența de oxigen ionizat în mediul său interstelar. Această abundență poate fi determinată prin observarea luminii caracteristice emise de oxigen. Cu toate acestea, această abordare își are limitele atunci când se observă universul foarte timpuriu.

„Observațiile anterioare au dezvăluit deja prezența abundentului de oxigen în galaxii la aproximativ două miliarde de ani după Big Bang”, explică Nakajima. „Cu toate acestea, lumina din galaxiile care au existat și mai în urmă în timp este afectată semnificativ de expansiunea universului, determinând-o să se deplaseze în intervalul infraroșu apropiat.”

Acum, Nakajima și colegii săi au observat această lumină deplasată în roșu folosind JWST Spectrograf în infraroșu apropiat (NIRSpec) – iar acest lucru le-a permis să facă o descoperire în măsurarea metalicității în fază gazoasă a galaxiilor antice.

Observații revoluționare

„Am identificat 138 de galaxii antice care au existat acum peste 12 miliarde de ani și le-am determinat abundența de oxigen, un nivel de analiză aproape imposibil înainte de lansarea JWST”, se bucură Nakajima. „Am dezvoltat și aplicat riguros tehnici de analiză avansate datelor NIRSpec, realizând analize la o scară de câteva ori mai mare decât studiile anterioare.”

Spectrometrul JWST rafinează deplasările spre roșu ale galaxiilor îndepărtate

Rezultatele lor dezvăluie că în toate, cu excepția câtorva dintre cele mai vechi galaxii observate de NIRSpec, compoziția mediului interstelar era remarcabil de familiară. „Majoritatea galaxiilor aveau abundențe de oxigen similare cu galaxiile moderne”, spune Nakajima. Cu toate acestea, șase dintre cele mai vechi galaxii care existau când universul avea doar 500-700 de milioane de ani aveau mult mai puțin oxigen decât galaxiile moderne.

Cu această descoperire, echipa a putut identifica mai îndeaproape când compoziția elementară a universului a început să se schimbe. „Rezultatele demonstrează o creștere rapidă și dramatică a abundenței de oxigen în galaxii în primele 500-700 de milioane de ani de la nașterea universului”, spune Nakajima. „Această descoperire poate sugera că, cu ingredientele necesare, cum ar fi oxigenul, care sunt deja disponibile în universul timpuriu, viața poate să fi apărut mai devreme decât se credea anterior.”

Echipa speculează că această schimbare bruscă ar fi putut fi cauzată de diferențele în natura formării stelelor în universul timpuriu, precum și de materialul care curge în și din galaxiile sale. Prin observații ulterioare cu NIRSpec, combinate cu calcule statistice mai aprofundate, aceștia vor urmări acum să construiască o teorie mai solidă în lucrările lor viitoare.

Observațiile sunt descrise în Seria de suplimente a jurnalului astrofizic.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
• PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/lots-of-oxygen-existed-in-the-early-universe-jwst-reveals/