Przełomowe odkrycie w najodleglejszej znanej galaktyce. Nie tego spodziewali się naukowcy

Dwa niezależne zespoły naukowców odkryły tlen w najodleglejszej znanej nam galaktyce – JADES-GS-z14-0. Badacze dokonali tego dzięki danym pochodzącym z umieszczonego w kosmosie teleskopu Jamesa Webba oraz pracy teleskopu ALMA zlokalizowanego na pustyni Atacama w Chile. To odkrycie może zmienić nasze myślenie na temat tego, w jakim tempie we wczesnym wszechświecie powstawały nowe galaktyki.

Publikacja: 23.03.2025 06:00

Naukowcy odkryli tlen w galaktyce JADES-GS-z14-0, najbardziej oddalonej galaktyce od Ziemi ze wszyst

Naukowcy odkryli tlen w galaktyce JADES-GS-z14-0, najbardziej oddalonej galaktyce od Ziemi ze wszystkich do tej pory nam znanych

Foto: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Carniani et al./S. Schouws et al/JWST: NASA, ESA, CSA, STScI, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Phill Cargile (CfA)

Galaktyka JADES-GS-z14-0 została odkryta dzięki danym pozyskanym przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (jej istnienie ogłoszono w 2024 r.). Jest to najodleglejsza, potwierdzona, znana nam galaktyka. Znajduje się ona tak daleko, że jej światło potrzebowało 13,4 miliarda lat, aby do nas dotrzeć. Oznacza to, że dziś widzimy ją taką, jaka była gdy wszechświat miał mniej niż 300 milionów lat (czyli, według szacunków naukowców, miał ok. 2 proc. swojego obecnego wieku). „Nowe wykrycie tlenu przez ALMA (…) sugeruje, że galaktyka jest znacznie bardziej dojrzała chemicznie, niż oczekiwano” – informuje Europejskie Obserwatorium Południowe (European Southern Observatory – ESO), które jest jednym z podmiotów zaangażowanych w powstanie obserwatorium ALMA (Polska jest członkiem ESO – red.).

- To jak znalezienie nastolatka w miejscu, w którym spodziewałeś się zastać dzieci – mówi Sander Schouws, doktorant w Obserwatorium Leiden w Holandii i pierwszy autor badania prowadzonego przez Holendrów, które zostało teraz zaakceptowane do publikacji w czasopiśmie naukowym „The Astrophysical Journal”. - Wyniki pokazują, że galaktyka uformowała się bardzo szybko i szybko również dojrzewa. To kolejny z dowód na to, że formowanie się galaktyk następowało znacznie szybciej niż się spodziewaliśmy - dodaje.

Czytaj więcej

Spektakularne zdjęcia zachodu Słońca na Księżycu. Takich widoków jeszcze nie mieliśmy

Galaktyka JADES-GS-z14-0: Dziesięć razy więcej ciężkich pierwiastków niż oczekiwano

Galaktyki zazwyczaj zaczynają swoje życie pełne młodych gwiazd, które składają się głównie z lekkich pierwiastków, takich jak wodór i hel. W miarę ewolucji gwiazdy tworzą cięższe pierwiastki, takie jak tlen, które po ich śmierci są rozpraszane w galaktyce macierzystej. Jak czytamy na stronie ESO, do tej pory naukowcy sądzili, że mając 300 milionów lat wszechświat był wciąż zbyt młody, aby galaktyki były pełne ciężkich pierwiastków. Jednak dwa najnowsze badania przy użyciu teleskopu ALMA wskazują, że JADES-GS-z14-0 ma około 10 razy więcej ciężkich pierwiastków niż się spodziewano.

- Byłem zdumiony nieoczekiwanymi wynikami, ponieważ otworzyły one nowy pogląd na pierwsze fazy ewolucji galaktyk – mówi Stefano Carniani ze Scuola Normale Superiore w Pizie we Włoszech, główny autor artykułu przyjętego do publikacji w „Astronomy & Astrophysics” - - Dowody na to, że galaktyka jest już dojrzała w niemowlęcym wszechświecie, rodzą pytania o to, kiedy i jak galaktyki powstały - dodaje.

Wykrycie tlenu pozwoliło astronomom na znacznie dokładniejsze pomiary odległości do JADES-GS-z14-0. - ALMA umożliwia niezwykle precyzyjny pomiar odległości do galaktyki z niepewnością wynoszącą zaledwie 0,005 procent. Ten poziom precyzji – analogiczny do dokładności w zakresie 5 cm na dystansie 1 km – pomaga nam lepiej zrozumieć właściwości odległych galaktyk - mówi Eleonora Parlanti, doktorantka w Scuola Normale Superiore w Pizie, współautorka publikacji w „Astronomy & Astrophysics”.

Czytaj więcej

Kiedy powstał ludzki język? Naukowcy dokonali przełomowego odkrycia

Największy naziemny obiekt astronomiczny. Czym jest ALMA?

ALMA, czyli Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, to najnowocześniejszy teleskop do badania światła pochodzącego od najzimniejszych obiektów we wszechświecie. Światło to ma długość fali około milimetra, pomiędzy promieniowaniem podczerwonym a falami radiowymi i jest bardziej znane jako promieniowanie milimetrowe i submilimetrowe. ALMA składa się z 66 precyzyjnych anten rozmieszczonych na obszarze do 16 km.

Teleskop zlokalizowany jest na pustyni Atacama, a dokładniej – na płaskowyżu Chajnantor w Andach Chilijskich w Ameryce Południowej. Jest to jedno z najbardziej suchych miejsc na Ziemi. Teleskop powstał dzięki współpracy międzynarodowych podmiotów.

ALMA to największe z istniejących w tej chwili na Ziemi urządzeń astronomicznych. Jego powstanie jest efektem współpracy pomiędzy Europą, Ameryką Północną i Azją Wschodnią, w porozumieniu z Chile. ALMA jest finansowana w Europie przez ESO, w Ameryce Północnej przez U.S. National Science Foundation (NSF) wspólnie z National Research Council of Canada (NRC) i National Science Council of Taiwan (NSC), a w Azji Wschodniej przez National Institutes of Natural Sciences of Japan (NINS) wspólnie z Academia Sinica (AS) na Tajwanie. Ze strony Europy konstrukcja i zarządzenia ALMA leży w gestii ESO.

Co trzeba wiedzieć o teleskopie Webba?

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba ( James Webb Space Telescope, JWST) rozpoczął swoją misję w kosmosie w grudniu 2021 r. Jego powstanie było nadzorowane i w znacznej części finansowania przez NASA we współpracy ze Europejską Agencją Kosmiczną (ESA) oraz Kanadyjską Agencję Kosmiczną. Teleskop znajduje się na wokółsłonecznej orbicie, w odległości ok. 1,5 mln km od Ziemi. Jego celem jest obserwacja pierwszych gwiazd powstałych po Wielkim Wybuchu, badanie formowania się i ewolucji galaktyk, badanie powstawania gwiazd i systemów planetarnych. Pierwsze zdjęcia wykonane przez teleskop Webba NASA upubliczniła w lipcu 2022 r.

Galaktyka JADES-GS-z14-0 została odkryta dzięki danym pozyskanym przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (jej istnienie ogłoszono w 2024 r.). Jest to najodleglejsza, potwierdzona, znana nam galaktyka. Znajduje się ona tak daleko, że jej światło potrzebowało 13,4 miliarda lat, aby do nas dotrzeć. Oznacza to, że dziś widzimy ją taką, jaka była gdy wszechświat miał mniej niż 300 milionów lat (czyli, według szacunków naukowców, miał ok. 2 proc. swojego obecnego wieku). „Nowe wykrycie tlenu przez ALMA (…) sugeruje, że galaktyka jest znacznie bardziej dojrzała chemicznie, niż oczekiwano” – informuje Europejskie Obserwatorium Południowe (European Southern Observatory – ESO), które jest jednym z podmiotów zaangażowanych w powstanie obserwatorium ALMA (Polska jest członkiem ESO – red.).

Pozostało jeszcze 86% artykułu
Kosmos
Spektakularne zdjęcia zachodu Słońca na Księżycu. Takich widoków jeszcze nie mieliśmy
Kosmos
Pierwszy taki sygnał z kosmosu, dociera do Ziemi co dwie godziny. Odkryto jego źródło
Konflikty zbrojne
Jak z kosmosu wpływać na wojnę? „Dostarczamy ogromne ilości danych wywiadowczych”
Kosmos
W Drodze Mlecznej odkryto układ dwóch białych karłów. Obiekty są skazane na zderzenie
Materiał Partnera
Konieczność transformacji energetycznej i rola samorządów
Kosmos
Pochodzenie i kształt asteroidy, która miała uderzyć w Ziemię, zaskoczyły naukowców