Для нас основанные на углероде формы жизни, углерод является довольно важной частью химического состава Вселенной. Сколько позже? Удивительно, но ученые обнаружили углерод намного раньше в истории Вселенной, чем считалось ранее.
Исследователи из Университета Эхимэ и Киотского университета сообщили об обнаружении линий эмиссии углерода в самой далекой известной радиогалактике. Исследовательская группа использовала Камеру и Спектрограф Слабых Объектов (FOCAS) на телескопе Subaru для наблюдения за радиогалактикой TN J0924-2201. Когда исследовательская группа исследовала обнаруженную углеродную линию, они определили, что значительные количества углерода существовали менее чем через миллиард лет после Большого взрыва.
Как этот вывод способствует нашему пониманию химической эволюции вселенной и возможностей для жизни?
Чтобы понять химическую эволюцию нашей вселенной, мы можем начать с Большого взрыва. Согласно теории Большого взрыва, наша вселенная возникла около 13,7 миллиардов лет назад. По большей части существовали только водород и гелий (и немного лития).
Так как же нам в итоге получить все, что не прошло в первых трех элементах периодической таблицы?
Проще говоря, мы можем поблагодарить предыдущие поколения звезд. Два метода нуклеосинтеза (создания элементов) во вселенной - с помощью ядерного синтеза внутри звездных ядер и сверхновых, которые ознаменовали конец многих звезд в нашей вселенной.
Со временем, благодаря рождению и смерти нескольких поколений звезд, наша вселенная стала менее «бедной металлом» (Примечание: многие астрономы называют что-либо за пределами водорода и гелия как металлы »). Когда предыдущие поколения звезд вымерли, они «обогатили» другие области пространства, позволив будущим областям звездообразования иметь условия, необходимые для формирования незвездных объектов, таких как планеты, астероиды и кометы. Считается, что, понимая, как Вселенная создала более тяжелые элементы, исследователи лучше поймут, как развивалась Вселенная, а также источники нашей химии на основе углерода.
Так как же астрономы изучают химическую эволюцию нашей вселенной?
Измеряя металличность (обилие элементов за Водородом в периодической таблице) астрономических объектов при различных красных смещениях, исследователи могут по существу заглянуть в историю нашей вселенной. При изучении красные смещенные галактики показывают длины волн, которые были растянуты (и покраснели, отсюда и термин красное смещение) из-за расширения нашей вселенной. Галактики с более высоким значением красного смещения (известные как «z») более отдалены во времени и пространстве и предоставляют исследователям информацию о металличности ранней вселенной. Многие ранние галактики изучаются в радио части электромагнитного спектра, а также в инфракрасной и визуальной областях.
Исследовательская группа из Киотского университета намеревалась изучить металличность радиогалактики с более высоким красным смещением, чем в предыдущих исследованиях. В своих предыдущих исследованиях их результаты показали, что основная эра повышенной металличности наступила при более высоких красных смещениях, что указывает на то, что Вселенная была «обогащена» намного раньше, чем считалось ранее. Основываясь на предыдущих результатах, команда решила сосредоточить свои исследования на галактике TN J0924-2201 - самой далекой радиогалактике, известной с красным смещением z = 5,19.
Исследовательская группа использовала прибор FOCAS на телескопе Subaru для получения оптического спектра галактики TN J0924-2201. Во время изучения TN J0924-2201 команда впервые обнаружила линию выброса углерода (см. Выше). Основываясь на обнаружении линии выброса углерода, команда обнаружила, что TN J0924-2201 уже испытал значительную химическую эволюцию при z> 5, таким образом, множество металлов уже присутствовало в древней вселенной еще 12,5 миллиардов лет назад.
Если вы хотите прочитать выводы команды, вы можете получить доступ к статье Химические свойства в самой отдаленной радиогалактике - Мацуока и др. по адресу: http://arxiv.org/abs/1107.5116
Источник: NAOJ Пресс-релиз
