Dla nas oparte na węglu formy życia węgiel jest dość ważną częścią składu chemicznego Wszechświata. Ile później W zaskakującym odkryciu naukowcy wykryli węgiel znacznie wcześniej w historii Wszechświata, niż wcześniej sądzono.
Naukowcy z Uniwersytetu Ehime i Uniwersytetu w Kioto zgłosili wykrycie linii emisji węgla w najbardziej odległej znanej galaktyce radiowej. Zespół badawczy wykorzystał kamerę i spektrograf Faint Object (FOCAS) w teleskopie Subaru do obserwacji radiowej galaktyki TN J0924-2201. Kiedy zespół badawczy zbadał wykrytą linię węgla, ustalił, że znaczne ilości węgla istniały mniej niż miliard lat po Wielkim Wybuchu.
W jaki sposób to odkrycie przyczynia się do naszego zrozumienia chemicznej ewolucji wszechświata i możliwości życia?
Aby zrozumieć chemiczną ewolucję naszego wszechświata, możemy zacząć od Wielkiego Wybuchu. Według teorii Wielkiego Wybuchu nasz wszechświat powstał około 13,7 miliarda lat temu. W przeważającej części istniał tylko wodór i hel (i kropla litu).
Jak więc skończyć z tym, że wszystko wyprzedza pierwsze trzy elementy układu okresowego?
Mówiąc najprościej, możemy podziękować poprzednim pokoleniom gwiazd. Dwie metody nukleozyzy (tworzenia pierwiastków) we wszechświecie polegają na fuzji jądrowej w rdzeniach gwiazdowych i supernowych, które oznaczały koniec wielu gwiazd we wszechświecie.
Z czasem, dzięki narodzinom i śmierci kilku pokoleń gwiazd, nasz wszechświat stał się mniej „ubogi w metal” (Uwaga: wielu astronomów nazywa wodór i hel ciałem jako metalami ”). Kiedy wygasły poprzednie generacje gwiazd, „wzbogacili” one inne obszary kosmiczne, umożliwiając przyszłym regionom formowania gwiazd warunki, które są niezbędne do formowania obiektów innych niż gwiazdy, takich jak planety, asteroidy i komety. Uważa się, że dzięki zrozumieniu, w jaki sposób wszechświat stworzył cięższe pierwiastki, badacze lepiej zrozumieją rozwój wszechświata, a także źródła naszej chemii opartej na węglu.
Jak więc astronomowie badają ewolucję chemiczną naszego wszechświata?
Mierząc metaliczność (liczebność pierwiastków za wodorem na układzie okresowym) obiektów astronomicznych przy różnych przesunięciach ku czerwieni, badacze mogą zasadniczo zajrzeć do historii naszego wszechświata. Podczas badań przesunięte na czerwono galaktyki pokazują długości fal, które zostały rozciągnięte (i zaczerwienione, stąd termin przesunięcie ku czerwieni) z powodu ekspansji naszego wszechświata. Galaktyki o wyższej wartości przesunięcia ku czerwieni (znanej jako „z”) są bardziej odległe w czasie i przestrzeni i dostarczają badaczom informacji o metaliczności wczesnego wszechświata. Wiele wczesnych galaktyk jest badanych w części radiowej widma elektromagnetycznego, a także w podczerwieni i wizualnie.
Zespół badawczy z Uniwersytetu w Kioto postanowił zbadać metaliczność galaktyki radiowej przy większym przesunięciu ku czerwieni niż poprzednie badania. W swoich wcześniejszych badaniach odkrycia sugerowały, że główna era zwiększonej metaliczności miała miejsce przy wyższych przesunięciach ku czerwieni, co wskazuje, że wszechświat został „wzbogacony” znacznie wcześniej niż sądzono. Na podstawie poprzednich ustaleń zespół postanowił skoncentrować swoje badania na galaktyce TN J0924-2201 - najodleglejszej galaktyce radiowej znanej z przesunięciem ku czerwieni z = 5,19.
Zespół badawczy wykorzystał instrument FOCAS w teleskopie Subaru, aby uzyskać spektrum optyczne galaktyki TN J0924-2201. Podczas badania TN J0924-2201 zespół wykrył po raz pierwszy linię emisji węgla (patrz wyżej). W oparciu o wykrycie linii emisji węgla zespół odkrył, że TN J0924-2201 doświadczył już znacznej ewolucji chemicznej przy z> 5, a zatem obfitość metali była już obecna w starożytnym wszechświecie już 12,5 miliarda lat temu.
Jeśli chcesz przeczytać ustalenia zespołu, możesz uzyskać dostęp do artykułu Właściwości chemiczne w najbardziej odległej galaktyce radiowej - Matsuoka i in na: http://arxiv.org/abs/1107.5116
Źródło: komunikat prasowy NAOJ
