Ancient Carbon Haze pakub vihjeid Galaxy evolutsioonile
Kasutades Atacama suure millimeetri/submillimeetri massiivi (ALMA) vaatluskeskust, uurisid astronoomid galaktikaid, mis eksisteerisid siis, kui universum oli vaid 1 miljard aastat vana. Teadlased avastasid tähtede vahelise ruumi täitva ioniseeritud süsiniku, mis näitab, et need galaktikad on täielikult moodustunud, kuid keemiliselt ebaküpsed. Nende nelja galaktika ALMA andmed on näidatud seoses Hubble'i kosmoseteleskoobiga tehtud pildiga. (Pildikrediit: viisakalt ALMA (NRAO / ESO / NAOJ), P. Capak; B. Saxton (NRAO / AUI / NSF), NASA / ESA Hubble)
Astronoomid on avastanud varaste galaktikate tähtedevahelisse atmosfääri tungiva süsiniku sudu, aidates kinnitada, et need iidsed galaktikad olid enamasti tolmuvabad.
Avastus valgustab seda, kuidas mõned esimesed galaktikad tekkisid universum teadlaste sõnul kasvas ja arenes.
Gaas ja tolm on tähtedevahelise keskkonna, galaktikate aine, mis moodustab tähtede ja planeetide ehitusplokid, põhikomponendid. Gaasid vesinik ja heelium moodustavad 98 protsenti kogu universumi normaalsest (st mitte tumedast) ainest. Ülejäänud 2 protsenti - kõik heeliumist raskemad elemendid, mis moodustavad kõik, alates tolmust kuni planeetideni - loodi vesiniku ja heeliumi aatomite sulandumisel tähtede südamesse. [ Universumi ajalugu ja struktuur (infograafik) ]
Kuna tolm tekkis alles pärast esimeste tähtede sündi, ootasid teadlased seda galaktikad algas peaaegu tolmuvaba, muutudes arenedes tolmuseks. Siiski on teadlaste jaoks olnud väljakutseks kinnitada, milline oli tähtedevaheline keskkond varases galaktikas. Kui tolmu oleks vähem, muudaks see varasemate galaktikate tähevalguse sinisemaks, kuid on ka palju muid efekte, mis oleksid võinud ka selle valguse sinisemaks muuta, ütles uuringu juhtiv autor Peter Capak, California tehnoloogiainstituudi Pasadena astronoom.
Nüüd, kasutades Tšiilis võimsat Atacama suure millimeetri/submillimeetri massiivi (ALMA) vaatluskeskust, on astronoomid kinnitanud, et varajastes galaktikates on ilmselt vähem tolmu kui rohkem arenenud galaktikates.
'Esimeste galaktikate ajastul, umbes 1 miljardi aasta vanustes galaktikates on vähe tolmu,' ütles Capak guesswhozoo.com -ile. 'Me hakkame nägema punkti, kus galaktikad on tõeliselt ürgsed, mõned esimesed tähed.'
Teadlased analüüsisid üheksa tähte moodustavat galaktikat, mis asuvad Maast umbes 13 miljardi valgusaasta kaugusel. Seetõttu vaatasid teadlased galaktikaid, kui universum oli umbes miljard aastat vana või ainult umbes seitse protsenti praegusest vanusest.
Meeskond keskendus ioniseeritud süsiniku nõrgale särale. See element võib saada ioniseeritud või elektriliselt laetud tänu tugevatele ultraviolettkiirgustele, mida kiirgavad eredad, massiivsed tähed. Selle käigus eraldab see konkreetseid raadiolainete sagedusi.
Kuna süsinikul on tugev keemiline afiinsus teiste elementide suhtes, seondudes lihtsate ja keerukate orgaaniliste molekulide moodustamiseks, ei jää see sidumata, ioniseeritud olekusse väga kauaks. See tähendab, et ioniseeritud süsiniku raadiosära on tõenäoliselt hea marker varajases galaktikas, kus oleks palju väiksemaid raskete elementide kontsentratsioone, millega ioniseeritud süsinik seonduks hilisemates galaktikates tolmuterade moodustamiseks.
Varasemad katsed tuvastada ioniseeritud süsiniku raadiohelend varases galaktikas olid ebaõnnestunud ligi 30 aastat. Mõned teadlased olid spekuleerinud, et tähtede jaoks on vaja veel paar miljardit aastat, et toota piisavas koguses süsinikku, et neid oleks võimalik näha suurtel kosmilistel vahemaadel.
Kuid ALMA tuvastas nendes varajastes galaktikates kergesti ioniseeritud süsiniku hägususe. Võrdluseks - umbes 2 miljardit aastat hiljem eksisteerinud sarnastes galaktikates oli ioniseeritud süsinikku palju vähem. Teadlased ütlesid, et varasemad uuringud ei suutnud seda iidset raadiohelendust tuvastada, sest need uuringud keskendusid ühinemisel esinevatele ebatüüpilistele galaktikatele - dramaatilisele tegevusele, mis võis varjata ioniseeritud süsiniku nõrka signaali.
Analüüsides, kuidas ioniseeritud süsinik nendes varajastes galaktikates liigub, saavad astronoomid sel ajal üksikasju tähtede moodustumise kohta, lisas Capak. See omakorda võib aidata lahendada müsteeriumi, kuidas galaktikad suutsid jõuda universumi ajaloo alguses saavutatud tohutute suurusteni, ütles ta.
Teadlased kirjeldasid oma järeldusi täna (24. juunil) veebis ajakiri Nature .
Järgne meile @Spacedotcom , Facebook või Google+ . Algselt avaldatud guesswhozoo.com .
