Космос

Телескоп JWST виявляє найвіддаленіші складні органічні молекули Всесвіту

0

Дослідники виявили складні органічні молекули в галактиці на відстані понад 12 мільярдів світлових років від Землі — найвіддаленішій галактиці, в якій, як відомо, зараз існують ці молекули. Завдяки можливостям нещодавно запущеного космічного телескопа Джеймса Вебба та ретельному аналізу дослідницької групи нове дослідження дає критичне розуміння складних хімічних взаємодій, які відбуваються в перших галактиках у ранньому Всесвіті, повідомляє phys.org.

Професор астрономії та фізики Університету Іллінойсу Урбана-Шампейн Хоакін Вієйра та аспірант Кедар Фадке співпрацювали з дослідниками Техаського університету A&M і міжнародною командою вчених, щоб відрізнити інфрачервоні сигнали, створювані деякими масивнішими та більшими частинками пилу в галактиці, і молекули вуглеводнів, які нещодавно спостерігалися. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature.

«Цей проєкт розпочався, коли я навчався в аспірантурі, вивчаючи важкодоступні, дуже далекі галактики, закриті пилом», — сказав Вієйра. «Пилові частинки поглинають і повторно випромінюють близько половини зоряного випромінювання, створюваного у Всесвіті, роблячи інфрачервоне світло від віддалених об’єктів надзвичайно слабким або таким, що його неможливо помітити за допомогою наземних телескопів».

У новому дослідженні JWST отримав поштовх від того, що дослідники називають «збільшувальним склом природи» — явище, яке називається гравітаційним лінзуванням. «Це збільшення відбувається, коли дві галактики майже ідеально вирівняні з точки зору Землі, а світло від фонової галактики деформується та збільшується галактикою переднього плану в кільцеподібну форму, відому як кільце Ейнштейна», — сказав Вієйра.

Космічний телескоп Вебба виявляє найвіддаленіші складні органічні молекули Всесвіту
У галактиці, яку спостерігав Вебб, видно кільце Ейнштейна, спричинене явищем, відомим як гравітаційне лінзування. Авторство зображення: С. Дойл / Дж. Спілкер

Команда зосередила JWST на SPT0418-47 — об’єкті, виявленому за допомогою телескопа Південного полюса Національного наукового фонду, який раніше ідентифікували як затемнену пилом галактику, збільшену приблизно в 30-35 разів за допомогою гравітаційного лінзування. За словами дослідників, SPT0418-47 знаходиться на відстані 12 мільярдів світлових років від Землі, що відповідає часу, коли Всесвіту було менше ніж 1,5 мільярда років, або приблизно 10% його поточного віку.

Читайте також -  Вчені з’ясували, чому ґрунт на Марсі утворює тверду корку

«До того як ми отримали доступ до об’єднаної потужності гравітаційного лінзування та JWST, ми не могли ані побачити, ані просторово розрізнити фактичну фонову галактику крізь увесь пил», — сказав Вієйра.

Спектроскопічні дані JWST свідчать про те, що затемнений міжзоряний газ у SPT0418-47 збагачений важкими елементами, що вказує на те, що покоління зірок вже жили та померли. Конкретна сполука, яку виявили дослідники, є типом молекули, який називається поліциклічним ароматичним вуглеводнем або ПАУ. На Землі ці молекули можна знайти у вихлопних газах двигунів внутрішнього згоряння або лісових пожеж. За словами дослідників, оскільки ці органічні молекули складаються з вуглецевих ланцюгів, вони вважаються основними будівельними блоками для самих ранніх форм життя.

«Це дослідження говорить нам прямо зараз — і ми все ще вивчаємо — це те, що ми можемо бачити всі регіони, де розташовані ці менші частинки пилу — регіони, які ми ніколи не могли побачити до JWST», — сказав Фадке. «Нові спектроскопічні дані дозволяють нам спостерігати за атомним і молекулярним складом галактики, надаючи дуже важливу інформацію про формування галактик, їх життєвий цикл і те, як вони еволюціонують».

«Ми не очікували цього», — сказав Вієйра. «Виявлення цих складних органічних молекул на такій величезній відстані кардинально змінює правила майбутніх спостережень. Ця робота є лише першим кроком, і ми тільки зараз вчимося використовувати її та вивчаємо її можливості. Ми дуже раді бачити, як це грає».

«Надзвичайно круто, що галактики, які я виявив під час написання дисертації, одного дня будуть спостерігатися JWST», — сказав Вієйра. «Я вдячний платникам податків США, NSF і NASA за фінансування та підтримку як SPT, так і JWST. Без цих інструментів це відкриття ніколи не було б зроблено».

Comments

Comments are closed.

error: Вміст захищено!!!