U dalekoj galaksiji zvanoj MACS1149-JD1, smještenoj 13,28 milijardi svjetlosnih godina, astronomi su pronašli kisik koji bi se, prema njihovom mišljenju, tamo mogao pojaviti samo 500 milijuna godina nakon Velikog praska. Znanstvenici koji su napisali članak o otkriću u časopisu Nature kažu da je to najranije otkriće kisika na skali doba svemira. Štoviše, galaksija koju su otkrili istraživači postala je najudaljenija galaksija sa pouzdano određenom udaljenošću. Modeli pokazuju da su se prve zvijezde u njemu počele formirati prije više od 13,5 milijardi godina.
Nakon Velikog praska, u Svemiru su se odvijali složeni procesi - nastali su prvi kvarkovi, hadroni i druge subatomske čestice, a nakon njih su se pojavili prvi atomi, koji su postali dio primarne zvjezdane materije. Kada je došlo do rekombinacije vodika i svemir se počeo hladiti, potonuo je u "mračno doba". U to vrijeme prve zvijezde još nisu bile upaljene, a kvazari nisu rođeni - aktivne galaktičke jezgre sa supermasiranom crnom rupom iznutra. To se razdoblje završilo „kozmičkom zori“- pojavom drevnih galaksija koje danas registriramo. Njihova pretraga važna je kako bi se utvrdilo kako se odvijala evolucija Svemira i osnovnih kemijskih elemenata.
Međunarodni tim astronoma predvođen Takuya Hashimoto sa Sveučilišta Sanyo u Osaki promatrao je vrlo udaljenu galaksiju MACS1149-JD1 pomoću teleskopa ALMA i otkrio vrlo slab sjaj ioniziranog kisika. Zbog širenja svemira, valna duljina inicijalno infracrvenog zračenja povećala se više od deset puta tijekom putovanja u svemir. Crveni pomak izvora pokazao je da je signal koji su zabilježili znanstvenici emitiran prije 13,3 milijardi godina, ili samo 500 milijuna godina nakon Velikog praska. Ovo je najduža udaljenost ikad zabilježena za kisik, a njezina prisutnost ukazuje na to da i ranije generacije zvijezda moraju postojati u ovoj galaksiji.
Uz emisiju kisika zabilježenu na ALMA, istraživači su primijetili i slabije emisije vodika s VLT. Udaljenost do galaksije utvrđena ovim opažanjima jednaka je udaljenosti od kisikove linije. Stoga se MACS1149-JD1 pokazao kao najudaljenija galaksija s pouzdano određenom udaljenošću i najudaljenija galaksija ikad opažena na ALMA ili VLT.
Prva povećana slika pokazuje koju je galaksiju MACS1149-JD1 vidio ESO-ov VLT; drugo je kako je Hubble svemirski teleskop vidio ovu galaksiju. Bijeli obrisi pokazuju zone ioniziranog kisika koje vidi ALMA teleskop.
„Ovu galaksiju vidimo u doba kad je svemir bio star samo 500 milijuna godina - a ispada da je u to vrijeme već bio naseljen zrelim zvijezdama“, objašnjava Nicolas Laporte, drugi autor članka.
"Mi možemo koristiti ovu galaksiju za ispitivanje ranijeg, potpuno nepoznatog razdoblja u svemirskoj povijesti."
Neko vrijeme nakon Velikog praska, u Svemiru nije bilo kisika: pojavio se kao rezultat procesa fuzije u utrobi prvih zvijezda, a zatim, kada su se dogodile eksplozije supernove, raspršio se u svemir. Registracija kisika u MACS1149-JD1 pokazuje da su samo 500 milijuna godina nakon početka svemira ove rane generacije zvijezda već formirale i uspjele proizvesti dovoljno kisika. Da bi otkrili kada su se počela pojavljivati prva svjetla, istraživači su rekonstruirali ranu povijest MACS1149-JD1 iz infracrvenih podataka dobivenih teleskopom Hubble i Spitzer. Pokazalo se da je promatrana svjetlina galaksije dobro objasnjena modelom gdje početak formiranja zvijezda datira u epohu tek 250 milijuna godina nakon Velikog praska. Štoviše, danas se vjerujeda je "mračno doba" došlo 377 milijuna godina nakon rođenja Svemira - to jest, treba pretpostaviti da se MACS1149-JD1 počeo formirati u eri rekombinacije.
Promotivni video:
Stoga se MACS1149-JD1 znanstvenike pita kada su nastale prve galaksije. Starost predmeta koji su otkrili ukazuje da su postojali davno prije ere u kojoj smo ih sada mogli registrirati.
U prošlosti je najudaljeniji kisik pronađen u galaksiji koja se rodila 700 milijuna godina nakon Velikog praska. Prema procjeni istraživača, njegova se količina pokazala desetak puta manja od promatrane količine kisika na Suncu.
Nikolaj Khizhnyak