V oddaljeni, oddaljeni galaksiji, imenovani MACS1149-JD1, ki se nahaja 13,28 milijard svetlobnih let, so astronomi našli kisik, ki bi se po njihovem mnenju tam lahko pojavil le 500 milijonov let po velikem udaru. Znanstveniki, ki so v reviji Nature napisali članek o odkritju, pravijo, da gre za najzgodnejše odkritje kisika na lestvici dobe vesolja. Poleg tega je galaksija, ki so jo odkrili raziskovalci, postala najbolj oddaljena galaksija z zanesljivo določeno razdaljo. Modeli kažejo, da so se prve zvezde v njem začele oblikovati pred več kot 13,5 milijardami let.
Po Velikem udaru so se v vesolju odvijali zapleteni procesi - rodili so se prvi kvarki, hadroni in drugi subatomski delci, za njimi pa so se pojavili prvi atomi, ki so postali del primarne zvezdne snovi. Ko je prišlo do rekombinacije vodika in se je vesolje začelo ohlajati, je zaplavalo v "temno dobo". Takrat še niso bile prižgane prve zvezde in kvazarji se niso rodili - aktivna galaktična jedra s supermasivno črno luknjo v notranjosti. To obdobje se je končalo s "kozmično zoro" - pojavom starodavnih galaksij, ki jih danes registriramo. Njihovo iskanje je pomembno, da se ugotovi, kako se je odvijala evolucija Vesolja in osnovnih kemičnih elementov.
Mednarodna ekipa astronomov pod vodstvom Takuya Hashimoto z univerze Sanyo v Osaki je s teleskopom ALMA opazovala zelo oddaljeno galaksijo MACS1149-JD1 in odkrila zelo šibek sij ioniziranega kisika. Zaradi širitve vesolja se je valovna dolžina prvotno infrardečega sevanja med potovanjem po vesolju povečala več kot desetkrat. Rdeči premik vira je nakazal, da je signal, ki so ga zabeležili znanstveniki, oddajal pred 13,3 milijarde let oziroma le 500 milijonov let po velikem udaru. To je najdaljša razdalja, ki je bila kdajkoli zabeležena za kisik, njegova prisotnost pa kaže na to, da morajo starejše generacije zvezd obstajati tudi v tej galaksiji.
Poleg emisij kisika, zabeleženih na ALMA, so raziskovalci opazili tudi manjše emisije vodika z VLT. Razdalja do galaksije, določena iz teh opazovanj, je skladna z razdaljo kisikove črte. Tako se MACS1149-JD1 izkaže za najbolj oddaljeno galaksijo z zanesljivo določeno razdaljo in najbolj oddaljeno galaksijo, ki je bila kdaj opažena na ALMA ali VLT.
Prva povečana slika prikazuje, katero galaksijo MACS1149-JD1 je videl ESO-jev VLT; drugo je, kako je vesoljski teleskop Hubble videl to galaksijo. Beli obrisi prikazujejo cone ioniziranega kisika, ki jih vidi teleskop ALMA.
"To galaksijo vidimo v dobi, ko je bilo vesolje staro le 500 milijonov let, in izkazalo se je, da so ga že takrat naselovale zrele zvezde," razlaga Nicolas Laporte, drugi avtor članka.
"To galaksijo lahko uporabimo za preizkušanje prejšnjega, popolnoma neznanega obdobja v vesoljski zgodovini."
Nekaj časa po velikem udaru v vesolju ni bilo kisika: pojavil se je kot posledica fuzijskih procesov v črevesju prvih zvezd, nato pa se je ob eksplozijah supernove razpršil po vesolju. Registracija kisika v MACS1149-JD1 kaže, da so te zgodnje generacije zvezd že samo 500 milijonov let po začetku vesolja že oblikovale in uspele proizvesti dovolj kisika. Da bi ugotovili, kdaj so se začeli pojavljati prvi svetili, so raziskovalci rekonstruirali zgodnjo zgodovino MACS1149-JD1 iz infrardečih podatkov, pridobljenih s teleskopi Hubble in Spitzer. Izkazalo se je, da opaženo svetlost galaksije dobro razloži model, pri katerem začetek nastajanja zvezd sega šele v 250 milijonov let po velikem udaru. Še več, danes se verjameda so "temne dobe" prišle 377 milijonov let po rojstvu Vesolja - torej je treba predvidevati, da se je MACS1149-JD1 začel oblikovati v dobi rekombinacije.
Promocijski video:
Tako se MACS1149-JD1 znanstvenike sprašuje, kdaj so nastale prve galaksije. Starost predmeta, ki so ga odkrili, kaže na to, da so obstajali že veliko pred dobo, ko smo jih zdaj sposobni registrirati.
V preteklosti so najbolj oddaljeni kisik našli v galaksiji, ki se je rodila 700 milijonov let po velikem udaru. Njegova ocena se je po ocenah raziskovalcev izkazala za približno desetkrat manjšo od opažene količine kisika na Soncu.
Nikolaj Hizhnyak