Първичната галактика има най -отдалечен кислород, откриван във Вселената

Концепция за художник на древна галактика SXDF-NB1006-2

Концепция на художника за древната галактика SXDF-NB1006-2, която е на 13,1 милиарда светлинни години от Земята и вероятно се е формирала точно след „тъмните векове на Вселената“. Вселената е на около 13,8 милиарда години. Зеленият цвят показва кислород в галактиката, както се вижда от радиотелескопа ALMA, докато лилавият означава водород, открит от телескопа Subaru. (Изображение кредит: NAOJ)



Астрономи са открили признаци на кислород в една от първите галактики на Вселената, която е родена малко след космическите „Тъмни векове“, съществували преди Вселената да има звезди, установява ново проучване.

Откритието-което е съсредоточено върху истинската древна галактика SXDF-NB1006-2, разположена на около 13,1 милиарда светлинни години от Земята-би могло да помогне за разрешаването на загадката доколко първите звезди са помогнали да се изчисти мътната мъгла, която някога е изпълвала Вселената, казаха изследователи.

Предишни изследвания показват, че след Вселената е родена в Големия взрив преди около 13,8 милиарда години Вселената беше толкова гореща, че всички съществуващи атоми бяха разделени на положително заредени ядра и отрицателно заредени електрони. Тази супа от електрически заредени йони разсейва светлината, предотвратявайки свободното й пътуване. [Слайдшоу: От Големия взрив до сега в 10 лесни стъпки ]

„Тъмните векове“ на Вселената



Предишната работа предполага, че около 380 000 години след Големия взрив, Вселената се е охладила достатъчно, за да могат тези частици да се рекомбинират в атоми, като накрая позволи на първата светлина в космоса - тази от Големия взрив - да свети. След тази ера на рекомбинация обаче дойде космическите „тъмни векове“ ; през тази епоха не е имало друга светлина, тъй като звездите все още не са се образували.

Предишни изследвания също предполагат, че около 150 милиона години след Големия взрив Вселената започва да излиза от космическите тъмни векове по време, известно като рейонизация . През тази епоха, продължила повече от половин милиард години, струпванията на газ се срутиха достатъчно, за да се образуват първите звезди и галактики, чиято интензивна ултравиолетова светлина йонизира и унищожава по -голямата част от неутрално заредения водород, разделяйки го, за да образува протони и електрони.

Подробности за епохата на рейонизация са изключително трудни за събиране, тъй като те се случиха толкова отдавна. За да видят светлина от толкова древни времена, изследователите търсят обекти, които са възможно най -далеч - колкото по -далечни са те, толкова повече време им отнема светлината, за да стигнат до Земята. Такива отдалечени обекти са видими само с най -добрите телескопи, налични днес.



Древната галактика SXDF-NB1006-2 (в центъра на дясното изображение и с вдлъбнатини вляво) се вижда на това цветно композитно изображение от Subaru XMM-Newton Deep Survey Field. Галактиката се появява в червено и е на 13,1 милиарда светлинни години от Земята.

Древната галактика SXDF-NB1006-2 (в центъра на дясното изображение и с вдлъбнатини вляво) се вижда на това цветно композитно изображение от Subaru XMM-Newton Deep Survey Field. Галактиката се появява в червено и е на 13,1 милиарда светлинни години от Земята.(Изображение кредит: NAOJ)

Много остава неизвестно за епохата на рейонизация, като например какви са били първите звезди, как са се образували най -ранните галактики и какви източници на светлина са причинили реионизация. Някои предишни работи предполагат, че огромните звезди са най -вече отговорни за реионизацията, но други изследвания намекват, че черните дупки са значителен и потенциално доминиращ виновник зад това събитие.



Разглеждайки древна галактика, изследователите може да са открили улики за причината за реионизацията.

„Галактиката, която наблюдавахме, може да бъде силен източник на светлина за реионизация“, казва водещият автор на изследването Акио Иноуе, астроном от университета в Осака Сангьо в Япония, пред demokratija.eu.

Лов за древни галактики с кислород

Учените анализираха галактика, наречена SXDF-NB1006-2, разположена на около 13,1 милиарда светлинни години от Земята. Когато тази галактика беше открита през 2012 г., тя беше най -отдалечената галактика, позната по това време.

Използване на данни от Atacama Голям милиметров/субмилиметров масив (ALMA) в пустинята Атакама в Чили, изследователите видяха как изглежда SXDF-NB1006-2 700 милиона години след Големия взрив. Те се фокусираха върху светлината от кислород и от прахови частици.

„Търсенето на тежки елементи в ранната Вселена е съществен подход за изследване на звездообразувателната дейност през този период“, се казва в изявление на Иноуе.

Изглед отблизо на древната галактика SXDF-NB1006-2, показващ йонизиран кислород (в зелено), както се вижда от радиотелескопа ALMA, и йонизиран водород (в синьо), видян от телескопа Subaru. Ултравиолетовата светлина, открита от инфрачервения телескоп на Обединеното кралство, е показана в червено.

Изглед отблизо на древната галактика SXDF-NB1006-2, показващ йонизиран кислород (в зелено), както се вижда от радиотелескопа ALMA, и йонизиран водород (в синьо), видян от телескопа Subaru. Ултравиолетовата светлина, открита от инфрачервения телескоп на Обединеното кралство, е показана в червено.(Изображение: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), NAOJ)

Учените забелязаха ясни признаци на кислород от SXDF-NB1006-2, най-отдалеченият кислород, открит досега. Този кислород е йонизиран, което предполага, че тази галактика притежава редица млади, гигантски звезди, няколко десетки пъти по -тежки от слънцето. Тези млади звезди също биха излъчили интензивна ултравиолетова светлина, предполагат изследователите.

Учените смятат, че кислородът е 10 пъти по-малко в SXDF-NB1006-2, отколкото на слънце. Тази оценка съвпада със симулациите на изследователския екип - само леки елементи като водород, хелий и литий са съществували, когато Вселената се е родила за първи път, докато по -тежки елементи, като кислород, по -късно са изковани в сърцата на звездите.

Изненадващо обаче изследователите откриха, че SXDF-NB1006-2 има два до три пъти по-малко прах, отколкото симулациите са предвидили. Това недостиг на прах може да е подпомогнал реионизацията, като позволи на светлината от тази галактика да йонизира огромното количество газ извън тази галактика, казват изследователите.

„SXDF-NB1006-2 ще бъде прототип на източниците на светлина, отговорни за космическата реионизация“, се казва в изявление на Иноуе.

Едно възможно обяснение за по -малкото количество прах е, че ударните вълни от експлозии на свръхнови може да са го унищожили, казват изследователите. Друга възможност е, че в пространството между звездите на SXDF-NB1006-2 не е имало много по пътя на студените, плътни облаци, които растат в тези облаци малко като това, което снежинките правят в студените облаци на Земята.

Това изследване може да помогне да се отговори на причините за реионизация. 'Източникът на реионизация е отдавнашна материя-масивни звезди или свръхмасивни черни дупки?' - каза Иноуе. „Тази галактика изглежда няма свръхмасивна черна дупка, но има редица масивни звезди. Така че огромните звезди може да са реионизирали Вселената.

Изследователите продължават да анализират SXDF-NB1006-2 с ALMA.

„Наблюденията с по-висока разделителна способност ще ни позволят да видим разпределението и движението на йонизиран кислород в галактиката и ще предоставят ценна информация, за да разберем свойствата на галактиката“, казва съавторът на изследването Йоичи Тамура от Университета в Токио. .

Учените подробно описаха своите открития онлайн 16 юни в списание Science.

Следвайте Чарлз К. Чой в Twitter @cqchoi . Последвай ни @Spacedotcom , Facebook и Google+ . Оригинална статия на demokratija.eu .