Miliardy lat przed pojawieniem się na tej planecie istot wielkich i małych, molekularne elementy budulcowe życia dryfowały po całym wszechświecie.
Te złożone cząsteczki węgla z zamierzchłej przeszłości zaczynają pojawiać się w ultraczułych instrumentach na pokładzie Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST). A kiedy ten kosmiczny pył objawi się tak, jak w nowym Stań Opublikowano w środę w czasopiśmie NaturaNaukowcy dostrzegają symptomy tego, co działo się, gdy Wszechświat po raz pierwszy ewoluował do tego, jak wygląda dzisiaj. A jako dodatkowy bonus, kosmiczny pył ujawnia linię podziału między współczesną Ziemią a kosmicznym świtem.
Jak to często bywa, nauka czasami stawia więcej pytań niż udziela odpowiedzi. Nowe badania prowadzi kosmolog Jorisa Wittstockaznaleźli dowody na istnienie złożonych cząsteczek węgla sięgających czasów, gdy Wszechświat miał zaledwie 5 procent obecnego wieku, około 700 milionów lat po Wielkim Wybuchu. To odkrycie może pogłębić naukowy obraz tego, gdzie powstały te ważne cząsteczki. Ale jednocześnie rodzi pytania o to, jak szybko i jak często wszechświat generował gwiazdy, które żyły we wczesnych galaktykach.
Zaglądając w stary kurz
Między 21 a 25 października 2022 r. JWST obserwował 253 źródła za pomocą dwóch swoich instrumentów zaprojektowanych do oddzielania zebranego światła z dużych odległości. Następnie naukowcy przeanalizowali dane, aby zawęzić skład chemiczny tego odległego źródła. Według artykułu każdy obiekt otrzymał czas ekspozycji od 9,3 godziny do 28 godzin.
W tym świetle z wczesnego Wszechświata naukowcy odkryli „wybuch” osłabienia światła ultrafioletowego. Ta cecha w danych jest związana z obecnością złożonych ziaren pyłu węglowego.
Według naukowca JWST i współautora artykułu te cząsteczki pyłu są mniejsze niż pył, z którym mamy do czynienia na co dzień. Irena Shifai. Jednak te starożytne ziarna są wystarczająco złożone, aby sugerować, że gwiazdy obracały się we wcześniejszych okresach, niż sugerują modele.
Zespół prowadził tę pracę w ramach współpracy znanej jako JADES, skrót od JWST Advanced Deep Extragalactic Survey, inicjatywy, która według Witstocka jest „naprawdę ukierunkowana na naukę pozagalaktyczną”.
objawienia i pytania
Zobaczenie tego pyłu tak daleko poza czasem, jak mówi Shafaei, było wielką niespodzianką odwrotność E-mailem.
Ten kosmiczny pył został znaleziony zaledwie 700 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Dla perspektywy, wszechświat ma około 13,7 miliarda lat. Pył, który wytworzył ultrafioletowe „wybrzuszenie” w danych JWST, zwiastuje erę zwaną kosmicznym świtem lub erą rejonizacji. jako Narodowa Fundacja Nauki Opisać To wtedy po raz pierwszy „włączają się” gwiazdy.
Astronomowie spodziewają się znaleźć we wczesnym wszechświecie pył i pierwiastki cięższe od wodoru i helu. Jednak dane w ultrafiolecie wskazują, że te złożone ziarna pyłu były zaskakująco obfite i pojawiły się wcześniej niż oczekiwano. Jedną z możliwości jest to, że ziarna węgla powstają w krótkich ramach czasowych.
„Myślę, że to bardzo wyjątkowe widzieć, że naprawdę jesteśmy w stanie dotrzeć do pochodzenia jednego z najważniejszych elementów budulcowych lub rodzajów materiałów, które ostatecznie utworzą gwiazdy, a także na przykład planety w naszym układzie słonecznym systemu” — opowiada Wittstock. odwrotność.
Co jest następne
Pył jest wyjątkowy, ponieważ jest złożony i tworzy się wzdłuż określonych ścieżek. Według Shafaei gwiazdy żyjące w starożytnych galaktykach musiały ewoluować na tyle, aby wytworzyć te złożone ziarna. Według gazety zbiorniki pyłu kosmicznego były 100 000 000 razy masywniejsze od Słońca.
„Jest to sprzeczne z teoriami i czasem dostępnym na ewolucję gwiazd we wczesnych galaktykach” – mówi Shafaei.
Następnym krokiem może być konsultacja z teoretykami w celu stworzenia dokładniejszych modeli tego, w jaki sposób obecność pyłu może ograniczać pewne szczegóły kosmicznego świtu, zawężając to, co według astronomów wydarzyło się, gdy galaktyki zaczęły ewoluować.
Na szczęście astronomowie mają świetne narzędzie na wyciągnięcie ręki. Shivaei mówi: „JWST otworzyło nowe okno na nasze zrozumienie wszechświata”.
