Két független csillagászcsoport is oxigént detektált a legtávolabbi ismert galaxisban, a JADES-GS-z14-0 katalógusjelű objektumban. A külön tanulmányokban közölt felfedezést az Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) antennarendszer tette lehetővé, amelyben az Európai Déli Obszervatórium (European Southern Observatory, ESO) is partner. A rekordot jelentő felfedezés arra késztetheti a csillagászokat, hogy újragondolják, milyen gyorsan alakultak ki a galaxisok a korai Univerzumban.
A tavaly felfedezett JADES-GS-z14-0 a ma ismert legtávolabbi, megerősített galaxis: olyan messze van, hogy fényének 13,4 milliárd évbe telt, mire eljutott hozzánk. Ez azt jelenti, hogy abban az állapotában látjuk, amikor az Univerzum még kevesebb mint 300 millió éves volt, ami a jelenlegi korának mintegy két százaléka. A chilei Atacama-sivatagban található ALMA antennarendszerrel végzett új oxigéndetektálás azt sugallja, hogy a galaxis kémiai szempontból sokkal idősebb, mint azt vártuk.
„Olyan, mintha egy kamaszt találnánk ott, ahol csak csecsemőkre számítunk” ‒ érzékeltette a különbséget Sander Schouws, a hollandiai Leiden Obszervatórium PhD-hallgatója és a hollandok által vezetett tanulmány első szerzője, amelyet a The Astrophysical Journal című folyóirat fogadott el közlésre. „Az eredmények azt mutatják, hogy a galaxis nagyon gyorsan alakult ki, és gyorsan is fejlődik, ezzel is gyarapítva a bizonyítékok sorát, amelyek azt jelzik, hogy a galaxisok kialakulása sokkal gyorsabban történt, mint azt gondoltuk.”
A galaxisok általában fiatal csillagokkal zsúfolva kezdik életüket, amelyek többnyire könnyű elemekből, hidrogénből és héliumból állnak. Ahogyan a csillagok fejlődnek, nehezebb elemeket, például oxigént hoznak létre, amelyek a pályafutásuk végét jelentő szupernóva-robbanások következtében szétszóródnak a galaxisban. A kutatók eddig úgy gondolták, hogy 300 millió éves korában az Univerzum még túl fiatal volt ahhoz, hogy nehéz elemekkel teli galaxisok legyenek benne. A két ALMA-vizsgálat azonban azt mutatja, hogy a JADES-GS-z14-0 a vártnál mintegy tízszer több nehéz elemet tartalmaz.
„Meglepődtem a váratlan eredményeken, mert új ablakot nyitottak a galaxisok fejlődésének első fázisaira” ‒ mondta Stefano Carniani, az olaszországi Pisa Scuola Normale Superiore tanára, az Astronomy & Astrophysics című folyóiratban közlésre elfogadott másik tanulmány vezető szerzője. „A bizonyíték, hogy egy galaxis már a csecsemő korú Univerzumban ilyen fejlett, kérdéseket vet fel azzal kapcsolatban, hogy valójában mikor és hogyan is alakultak ki a galaxisok”.
Az oxigén kimutatása azt is lehetővé tette a csillagászok számára, hogy a JADES-GS-z14-0 távolságának értékét az eddiginél sokkal pontosabbá tegyék. „Az ALMA-detektálás rendkívül pontos, mindössze 0,005 százalékos bizonytalansággal terhelt távolságot szolgáltat a galaxisra. Ez a pontossági szint ‒ ami azzal egyenértékű, mintha egy 1 km-es távolságot 5 cm-es pontossággal mérnénk meg ‒ segít a távoli galaxisok tulajdonságainak alaposabb megértésében” ‒ tette hozzá Eleonora Parlanti, a Pisa Scuola Normale Superiore doktorandusza és az A&A-tanulmány szerzője. (A csillagászok a nagyon távoli objektumok távolságát a színképük vöröseltolódásából határozzák meg. A korábbi mérések szerint a JADES-GS-z-14-0 jelű galaxis vöröseltolódása 14,12 és 14,4 közötti. Az oxigén detektálásával mindkét kutatócsoport 14,18 körüli értékre szűkítette le ezt a vöröseltolódást.)
„Bár a galaxist eredetileg a James Webb űrteleszkóppal fedezték fel, csak az ALMA-val sikerült megerősíteni és pontosan meghatározni a hatalmas távolságot” ‒ egészítette ki Rychard Bouwens egyetemi docens, a Leideni Obszervatóriumban dolgozó csapat egyik tagja. „Ez jól jelzi az ALMA és a JWST közötti elképesztő szinergiát az első galaxisok kialakulásának és fejlődésének feltárásában.”
Az Európai ALMA Regionális Központban dolgozó ESO-csillagász, a neve alapján magyar gyökerekkel bíró Gergö Popping, aki ezekben a vizsgálatokban egyébként nem vett részt, így összegezte az eredmény jelentőségét: „Nagyon meglepett az oxigén egyértelmű detektálása a JADES-GS-z14-0-ban. Ez azt sugallja, hogy a galaxisok gyorsabban alakulhattak ki az ősrobbanás után, mint azt korábban gondoltuk. Az eredmény jól mutatja, milyen fontos szerepet játszik az ALMA annak feltárásában, hogy miként jöttek létre az Univerzum első galaxisai.”
Forrás: ESO PR 2025.03.20.
Az eredményeket részletező szakcikkek:
