Для нас форми життєдіяльності на основі вуглецю вуглець є досить важливою частиною хімічного складу Всесвіту. Скільки пізніше? В дивовижній знахідці вчені виявили вуглець набагато раніше в історії Всесвіту, ніж вважалося раніше.
Дослідники з Університету Ехіме та Кіотського університету повідомили про виявлення ліній викидів вуглецю в найвіддаленішій відомій радіо-галактиці. Дослідницька група використовувала камеру та спектрограф слабкої форми (FOCAS) на телескопі Subaru для спостереження за радіогалактикою TN J0924-2201. Коли дослідницька група дослідила виявлену вуглецеву лінію, вони визначили, що значні кількості вуглецю існували менше ніж мільярд років після Великого вибуху.
Як ця знахідка сприяє нашому розумінню хімічної еволюції Всесвіту та можливостей для життя?
Щоб зрозуміти хімічну еволюцію нашого Всесвіту, ми можемо почати з Великого вибуху. Відповідно до теорії Великого вибуху, наша Всесвіт виникла близько 13,7 мільярдів років тому. Здебільшого існували лише Водень та Гелій (а також окроп літію).
Тож як ми закінчимо все, що минуло перші три елементи періодичної таблиці?
Простіше кажучи, ми можемо подякувати попереднім поколінням зірок. Два способи нуклеосистези (створення елементів) у Всесвіті здійснюються шляхом ядерного синтезу всередині зоряних ядер та наднових, що позначили кінець багатьох зірок у нашому Всесвіті.
З часом, через народження та смерть кількох поколінь зірок, наш Всесвіт став менш "бідним металами" (Примітка: багато астрономів називають метали що-небудь, що минуло Водородом та Гелієм "). Оскільки попередні покоління зірок вимирали, вони "збагачували" інші області космосу, дозволяючи майбутнім зореутворюючим регіонам створити умови, необхідні для формування незіркових об'єктів, таких як планети, астероїди та комети. Вважається, що розуміючи, як Всесвіт створив важчі елементи, дослідники краще зрозуміють, як розвивався Всесвіт, а також джерела нашої хімії на основі вуглецю.
То як астрономи вивчають хімічну еволюцію нашого Всесвіту?
Виміряючи металічність (велика кількість елементів, що минули Водень на періодичній таблиці) астрономічних об'єктів на різних червоних змінах, дослідники можуть по суті заглянути в історію нашого Всесвіту. Під час вивчення червоні змінені галактики показують довжину хвилі, яка була розтягнута (і почервоніла, отже, термін червоний зміщення) внаслідок розширення нашого Всесвіту. Галактики з більш високим значенням червоного зміщення (відомі як "z") є більш віддаленими у часі та просторі та надають дослідникам інформацію про металічність раннього Всесвіту. Багато ранніх галактик вивчаються в радіочасті електромагнітного спектру, а також інфрачервоних та візуальних.
Дослідницька група з Кіотського університету приступила до вивчення металічності радіогалактики на більш червоному зміщенні, ніж у попередніх дослідженнях. У своїх попередніх дослідженнях їхні висновки підказували, що основна епоха підвищеної металевості настала на більш високих червоних змінах, що свідчить про те, що Всесвіт "збагатився" набагато раніше, ніж вважали раніше. Виходячи з попередніх висновків, тоді команда вирішила зосередити свої дослідження на галактиці TN J0924-2201 - найвіддаленішій радіо-галактиці, відомій з червоним зміщенням z = 5,19.
Дослідницька група використовувала прилад FOCAS на телескопі Subaru для отримання оптичного спектра галактики TN J0924-2201. Під час вивчення TN J0924-2201 команда вперше виявила лінію викидів вуглецю (Див. Вище). На основі виявлення лінії викидів вуглецю команда виявила, що TN J0924-2201 вже зазнав значної хімічної еволюції при z> 5, тому велика кількість металів вже була присутня в древньому Всесвіті ще 12,5 мільярдів років тому.
Якщо ви хочете прочитати висновки команди, можете отримати доступ до документа Хімічні властивості в найвіддаленішій радіогалактиці - Мацуока та ін за адресою: http://arxiv.org/abs/1107.5116
Джерело: Прес-реліз NAOJ
