Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) wykrył pewien ważny pierwiastek, niezbędny do powstania życia, dosłownie u zarania dziejów. To odkrycie może wywrócić do góry nogami wszystko, co wiemy o pierwszych galaktykach, które istniały we Wszechświecie.
Astronomowie spodziewali się tylko wodoru, a zastali znacznie więcej
Ważny pierwiastek, któremu poświęcony jest niniejszy artykuł to węgiel. JWST wykrył całą chmurę węgla w odległej galaktyce, która pojawiła się zaledwie 350 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Tymczasem nie spodziewano się znalezienia tam pierwiastków cięższych niż wodór.
„Wcześniejsze badania sugerowały, że węgiel zaczął powstawać we Wszechświecie w dużych ilościach stosunkowo późno – około miliarda lat po Wielkim Wybuchu.”, powiedział jeden z autorów pracy poświęconej odkryciu, Roberto Maiolino, profesor astrofizyki eksperymentalnej z Uniwersytetu Cambridge. „Odkryliśmy jednak, że węgiel powstawał znacznie wcześniej – może być nawet najstarszym metalem ze wszystkich.”
Dla kontekstu warto wspomnieć, że astronomowie klasyfikują jako metale pierwiastki cięższe niż wodór i hel. To dlatego, że wszystkie pierwiastki poza wodorem i śladowymi ilościami litu zostały wykute w ognistych czeluściach gwiazd i rozpowszechnione w całym Wszechświecie za sprawą wybuchów supernowych.
Dotychczas sądzono, że proces produkcji i rozsiewu ciężkich pierwiastków musi trwać wiele cykli życia gwiazd, aby pierwiastki wystarczająco ciężkie do uformowania się pierwszych planet były powszechne. Nowe odkrycie podważa to przekonanie.
„Byliśmy zaskoczeni, widząc węgiel tak wcześnie we Wszechświecie, ponieważ sądzono, że najwcześniejsze gwiazdy wytwarzały znacznie więcej tlenu niż węgla.”, powiedział Maiolino. „Myśleliśmy, że węgiel został wzbogacony znacznie później, w wyniku zupełni innych procesów, ale fakt, że pojawił się tak wcześnie, mówi nam, że pierwsze gwiazdy mogły działać zupełnie inaczej.”
Kwestia, która wymaga wytłumaczenia
Omawianego odkrycia dokonano, gdy astronomowie wykorzystali Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, aby przyjrzeć się odległej galaktyce znanej jako GS-z12. Korzystając ze spektrografu bliskiej podczerwieni tego teleskopu uzyskano widmo galaktyki, a to zawierało nie dość, że sygnatury tlenu i neonu, to także silną sygnaturę węgla.
Nie jest jasne, dokładnie w jaki sposób węgiel mógł powstać na tak wczesnym etapie istnienia Wszechświata. Według wielu naukowców mogło to jednak wynikać z zapadania się gwiazd z mniejszą energią niż początkowo sądzono. Jako że węgiel byłby wytwarzany w zewnętrznych powłokach gwiazd, mogłoby mu to umożliwić szybką ucieczkę i szybsze rozpowszechnienie we Wszechświecie, niż się spodziewano – zamiast wciągnięcia przez czarną dziurę po zapadniętej gwieździe.
Oczywiście, węgiel jest jednym z najważniejszych budulców cząstek, które są podstawą życia, jakie znamy. Skoro węgiel był we Wszechświecie powszechniejszy niż wcześniej sądzono, to oznacza, że i życie mogło pojawić się gdzieś w kosmosie bardzo wcześnie.
Źródło: Phys.org, fot. tyt. Canva