I en fjern, fjern galakse kaldet MACS1149-JD1, der ligger 13,28 milliarder lysår væk, har astronomer fundet ilt, som efter deres mening kunne optræde der kun 500 millioner år efter Big Bang. Forskere, der skrev en artikel om opdagelsen i tidsskriftet Nature, siger, at det er den tidligste opdagelse af ilt på skalaen fra universets alder. Desuden er galaksen opdaget af forskere blevet den mest fjerne galakse med en pålidelig bestemt afstand. Modeller viser, at de første stjerner begyndte at dannes i det for over 13,5 milliarder år siden.
Efter Big Bang foregik komplekse processer i universet - første kvarker, hadroner og andre subatomære partikler blev født, og efter dem dukkede de første atomer op, som blev en del af den primære stjernestof. Da brintrekombination fandt sted, og universet begyndte at køle ned, stupte det ned i de "mørke aldre". På det tidspunkt var de første stjerner endnu ikke oplyste, og kvasarer blev ikke født - aktive galaktiske kerner med et supermassivt sort hul inde. Denne æra sluttede med den "kosmiske daggry" - fremkomsten af de gamle galakser, som vi registrerer i dag. Deres søgning er vigtig for at bestemme, hvordan universets udvikling og grundlæggende kemiske elementer fandt sted.
Et internationalt team af astronomer ledet af Takuya Hashimoto fra Sanyo University i Osaka observerede den meget fjerne galakse MACS1149-JD1 med ALMA-teleskopet og opdagede en meget svag glød af ioniseret ilt. På grund af universets udvidelse er bølgelængden for den oprindeligt infrarøde stråling steget mere end ti gange i løbet af dens rejse i rummet. Kildens rødskift indikerede, at det signal, der blev optaget af forskere, blev udsendt for 13,3 milliarder år siden, eller kun 500 millioner år efter Big Bang. Dette er den længste afstand, der nogensinde er registreret for ilt, og dens tilstedeværelse indikerer, at tidligere generationer af stjerner også må eksistere i denne galakse.
Ud over de iltemissioner, der er registreret hos ALMA, bemærkede forskerne også svagere brintemissioner med VLT. Afstanden til galaksen bestemt fra disse observationer stemmer overens med afstanden fra iltlinien. MACS1149-JD1 viser sig således at være den mest fjerne galakse med en pålidelig bestemt afstand og den mest fjerne galakse, der nogensinde er observeret på ALMA eller VLT.
Det første forstørrede billede viser hvilken galakse MACS1149-JD1, der blev set af ESOs VLT; det andet er, hvordan Hubble-rumteleskopet så denne galakse. De hvide konturer viser zonerne med ioniseret ilt, der ses af ALMA-teleskopet.
”Vi ser denne galakse i en æra, hvor universet kun var 500 millioner år gammelt - og det viser sig, at den på det tidspunkt allerede var beboet af modne stjerner,” forklarer Nicolas Laporte, anden forfatter til artiklen.
"Vi kan bruge denne galakse til at undersøge en tidligere, helt ukendt periode i rumhistorien."
I nogen tid efter Big Bang var der intet ilt i universet: det optrådte som et resultat af fusionsprocesser i tarmene fra de første stjerner, og derefter, da supernovaeksplosioner fandt sted, blev det spredt i rummet. Oxygenregistrering i MACS1149-JD1 viser, at kun 500 millioner år efter universets begyndelse allerede har disse tidlige generationer af stjerner allerede dannet og formået at producere nok ilt. For at finde ud af, hvornår de første armaturer begyndte at dukke op, rekonstruerede forskerne den tidlige historie med MACS1149-JD1 fra infrarøde data opnået af Hubble- og Spitzer-teleskoperne. Det viste sig, at den observerede lysstyrke af galaksen er godt forklaret med en model, hvor starten på stjernedannelsen stammer tilbage til en epoke kun 250 millioner år efter Big Bang. Desuden antages det i dagat de "mørke aldre" kom 377 millioner år efter universets fødsel - det vil sige, det skulle antages, at MACS1149-JD1 begyndte at danne i rekombinationstiden.
Salgsfremmende video:
Således får MACS1149-JD1 forskere til at undre sig over, hvornår de første galakser stammer fra. Alderen på det objekt, de opdagede, indikerer, at de eksisterede længe før den æra, hvor vi nu er i stand til at registrere dem.
Tidligere blev det fjerneste ilt fundet i en galakse, der blev født 700 millioner år efter Big Bang. Dens mængde viste sig ifølge forskernes estimater at være cirka ti gange mindre end den observerede mængde ilt i solen.
Nikolay Khizhnyak