Kaugemas, kaugel galaktikas nimega MACS1149-JD1, mis asub 13,28 miljardi valgusaasta kaugusel, on astronoomid leidnud hapniku, mis nende arvates võis ilmneda sinna vaid 500 miljonit aastat pärast Suurt Pauku. Ajakirjas Nature artikli avastuse kohta kirjutanud teadlased väidavad, et see on kõige varasem hapniku avastus Universumi ajastul. Pealegi on teadlaste avastatud galaktikast saanud kõige kaugem galaktika, mille kaugus on usaldusväärselt kindlaks määratud. Mudelid näitavad, et esimesed tähed hakkasid selles moodustuma enam kui 13,5 miljardit aastat tagasi.
Pärast Suurt Pauku toimusid universumis keerulised protsessid - sündisid esimesed kvargid, hadronid ja muud alaatomilised osakesed ning pärast neid ilmusid esimesed aatomid, mis said osaks primaarsest täheainesest. Kui vesiniku rekombinatsioon toimus ja universum hakkas jahtuma, sukeldus see "pimedatesse ajastutesse". Sel ajal ei olnud esimesed tähed veel valgustatud ja kvaasreid ei sündinud - aktiivsed galaktilised tuumad, mille sees oli supermassiivne must auk. See ajastu lõppes "kosmilise koidikuga" - iidsete galaktikate tekkimisega, mille me täna registreerime. Nende otsimine on oluline, et teha kindlaks, kuidas Universumi ja peamiste keemiliste elementide areng toimus.
Osaka Sanyo ülikooli Takuya Hashimoto juhitud rahvusvaheline astronoomide meeskond vaatas ALMA teleskoobiga väga kaugemat galaktikat MACS1149-JD1 ja avastas ioniseeritud hapniku väga nõrga kuma. Universumi laienemise tõttu on algselt infrapunakiirguse lainepikkus selle kosmosereisimise ajal kasvanud enam kui kümme korda. Allika punane nihe näitas, et teadlaste salvestatud signaal väljastati 13,3 miljardit aastat tagasi ehk vaid 500 miljonit aastat pärast Suurt Pauku. See on pikim hapniku jaoks registreeritud vahemaa ja selle olemasolu näitab, et ka selles galaktikas peavad eksisteerima varasemate tähtede põlvkonnad.
Lisaks ALMA-s registreeritud hapnikuheitmetele täheldasid teadlased VLT-ga ka nõrgemaid vesinikuheiteid. Nendest vaatlustest määratud kaugus galaktikast vastab hapnikujoonest saadud kaugusele. Seega osutub MACS1149-JD1 kõige kaugemaks galaktikaks, mille kaugus on usaldusväärselt kindlaks määratud, ja kaugeim galaktika, mida ALMA või VLT-l kunagi nähtud.
Esimene suurendatud pilt näitab, millist galaktikat MACS1149-JD1 nägi ESO VLT; teine on see, kuidas Hubble'i kosmoseteleskoop seda galaktikat nägi. Valged piirjooned näitavad ioniseeritud hapniku tsoone, mida ALMA teleskoop näeb.
"Me näeme seda galaktikat ajastul, mil universum oli vaid 500 miljonit aastat vana - ja selgub, et sel ajal asustasid seda juba küpsed tähed," selgitab artikli teine autor Nicolas Laporte.
"Me saame seda galaktikat kasutada kosmoseajaloo varasema, täiesti tundmatu perioodi sondeerimiseks."
Mõnda aega pärast Suurt Pauku polnud Universumis hapnikku: see ilmnes esimeste tähtede soolestikus toimunud sulandumisprotsesside tagajärjel ja siis, kui toimusid supernoova plahvatused, hajus see kosmosesse. Hapniku registreerimine MACS1149-JD1-s näitab, et vaid 500 miljonit aastat pärast universumi algust on need tähe varased põlvkonnad juba moodustunud ja suutnud toota piisavalt hapnikku. Et teada saada, millal esimesed valgustid hakkasid tekkima, rekonstrueerisid teadlased MACS1149-JD1 varajase ajaloo Hubble'i ja Spitzeri teleskoopide abil saadud infrapunaandmete põhjal. Selgus, et galaktika vaadeldav heledus on hästi seletatav mudeliga, kus tähtede moodustumise algus ulatub tagasi aegadesse vaid 250 miljonit aastat pärast Suurt Pauku. Pealegi usutakse tänapäevalet "tumedad ajastud" saabusid 377 miljonit aastat pärast Universumi sündi - see tähendab, et tuleb eeldada, et MACS1149-JD1 hakkas moodustuma rekombinatsiooni ajastul.
Reklaamvideo:
Seega paneb MACS1149-JD1 teadlasi imestama, millal esimesed galaktikad tekkisid. Nende avastatud objekti vanus näitab, et need olid olemas juba ammu enne ajastut, mil meil on nüüd võimalik neid registreerida.
Varem leiti kõige kaugem hapnik galaktikast, mis sündis 700 miljonit aastat pärast Suurt Pauku. Selle kogus osutus teadlaste hinnangul kümmekond korda väiksemaks kui Päikeses täheldatud hapniku hulk.
Nikolai Khizhnyak
