Złożone cząsteczki organiczne odnalezione w odległej galaktyce
W oddalonej o ponad 12 miliardów lat świetlnych od Ziemi galaktyce naukowcy wykryli złożone cząsteczki organiczne. Jest to najodleglejszy zakątek kosmosu, w którym wiadomo było, że te cząsteczki istnieją.
Nowe możliwości badawcze
Dzięki możliwościom Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba naukowcom udało się wykryć złożone cząsteczki organiczne w jednym z najdalszych zakątków wszechświata, gdzie wiadomo było, że one się ukrywają.
Dokładne analizy uzyskanych informacji dostarczą krytycznego wglądu w złożone interakcje chemiczne zachodzące w pierwszych galaktykach we wczesnym wszechświecie. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie „Nature”.
Podstawą tych badań było rozróżnienie sygnałów w podczerwieni generowanych przez niektóre z bardziej masywnych i większych ziaren pyłu w galaktyce i te z nowo zaobserwowanych cząsteczek węglowodorów. Nad całym przedsięwzięciem czuwał profesor astronomii i fizyki z University of Illinois Urbana-Champaign Joaquin Vieira i doktorant Kedar Phadke współpracując z naukowcami z Texas A&M University i międzynarodowym zespołem naukowców.
Ten projekt rozpoczął się, gdy byłem na studiach podyplomowych, badając trudne do wykrycia, bardzo odległe galaktyki przesłonięte pyłem. Ziarna pyłu pochłaniają i reemitują około połowy promieniowania gwiazdowego wytwarzanego we Wszechświecie, sprawiając, że światło podczerwone z odległych obiektów jest niezwykle słabe lub niewykrywalne przez naziemne teleskopy.
Galaktyka przesłonięta pyłem
Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba (JWST) obserwował galaktykę ukazującą pierścień Einsteina spowodowany zjawiskiem znanym jako soczewkowanie grawitacyjne, z którego Webb otrzymał impuls. Naukowcy nazywają to „szkłem powiększającym natury”, a to powiększenie ma miejsce, gdy z ziemskiego punktu widzenia dwie galaktyki są prawie idealnie wyrównane, a światło z galaktyki tła jest wypaczane i powiększane przez galaktykę pierwszego planu do kształtu pierścienia.
Celem naukowców był obiekt SPT0418-47, który został odkryty za pomocą Teleskopu Bieguna Południowego National Science Foundation i zidentyfikowany został jako galaktyka przesłonięta pyłem, znajdująca się według szacunków naukowców 12 miliardów lat świetlnych od Ziemi. Określona przez badaczy odległość odpowiada czasowi, w którym wszechświat miał mniej niż 1,5 miliarda lat, czyli około 10 procent obecnego wieku.
Zanim uzyskaliśmy dostęp do połączonej mocy soczewkowania grawitacyjnego i JWST, nie mogliśmy ani zobaczyć, ani przestrzennie rozdzielić rzeczywistej galaktyki tła przez cały pył.
Najodleglejsze cząsteczki organiczne
Na podstawie danych zebranych przez Webba naukowcy doszli do wniosku, że gaz międzygwiazdowy w SPT0418-47 jest wzbogacony w ciężkie pierwiastki, co sugeruje, że pewne generacje gwiazd już tam żyły i umierały. Naukowcy wykryli rodzaj cząsteczki zwanej wielopierścieniowym węglowodorem aromatycznym lub PAH. Na Ziemi można się z nim spotkać na przykład w spalinach wytwarzanych przez silniki spalinowe.
Naukowcy uważają, że te cząsteczki organiczne, składające się z łańcuchów węglowych, są podstawowym elementem budulcowym najwcześniejszych form życia. Dzięki Kosmicznemu Teleskopowi Jamesa Webba możliwe jest prowadzenie obserwacji związanych z tymi cząsteczkami w regionach, które do tej pory były przesłonięte dla innych teleskopów przez pył.
Nowe dane spektroskopowe pozwalają nam obserwować skład atomowy i molekularny galaktyki, dostarczając bardzo ważnych informacji na temat powstawania galaktyk, ich cyklu życia i sposobu ich ewolucji. Wykrywanie tych złożonych cząsteczek organicznych z tak dużej odległości zmienia zasady gry w przyszłych obserwacjach.
