Szén alapú életformák számára a szén meglehetősen fontos része az univerzum kémiai összetételének. Mennyi később? Meglepő eredményként a tudósok sokkal korábban fedezték fel a szénet a világegyetem történetében, mint azt korábban gondoltam.
Az Ehime Egyetem és a Kiotói Egyetem kutatói beszámoltak a szénkibocsátási vonalak detektálásáról az ismert legtávolabbi rádiós galaxisban. A kutatócsoport a Subaru távcsövön található Faint Object Camera és Spectrograph (FOCAS) segítségével megfigyelte a TN J0924-2201 rádió galaxist. Amikor a kutatócsoport megvizsgálta az észlelt szénvonalat, megállapították, hogy kevesebb, mint egy milliárd évvel a Nagyrobbanás után jelentős mennyiségű szén létezett.
Hogyan járul hozzá ez a megállapítás az univerzum kémiai fejlődésének és az élet lehetőségeinek megértéséhez?
A világegyetem kémiai fejlődésének megértéséhez kezdjük a Nagyrobbanással. A Nagyrobbanás elmélete szerint világegyetemünk körülbelül 13,7 milliárd évvel ezelőtt létezett. A legtöbb esetben csak hidrogén és hélium (és egy lítium-permet) létezett.
Tehát hogyan végezzünk mindent, ami az idõszaki táblázat elsõ három elemén túl megy?
Egyszerűen fogalmazva: köszönetet mondhatunk a csillagok korábbi generációinak. Az univerzumban a nukleozitézis (elemkészítés) két módszere a csillagmagok belsejében történő fúzió és a szupernóvák, amelyek az univerzumunkban sok csillag végét jelölték.
Idővel a csillagok több generációjának születésével és halálával univerzumunk kevésbé „fémszegény” (Megjegyzés: sok csillagász a hidrogén és a hélium miatti fémekre utal.). Ahogy a csillagok korábbi generációi elhaltak, ők „gazdagították” a tér más területeit, lehetővé téve a jövőbeli csillagképző régiók számára a nem csillag tárgyak, például bolygók, aszteroidák és üstökösök kialakításához szükséges feltételeket. Úgy gondolják, hogy annak megértésével, hogy az univerzum miként hozott létre nehezebb elemeket, a kutatók jobban megértik majd az univerzum fejlődését, valamint a szén-alapú kémia forrásait.
Szóval hogyan tanulmányozzák a csillagászok világegyetemünk kémiai fejlődését?
A csillagászati tárgyak fémségének (a hidrogén előtti elegendő mennyiség a periódusos táblán) különböző vöröseltolódásokkal történő mérésével a kutatók alapvetően visszatekinthetnek világegyetemünk történetére. Vizsgálva az vöröseltolódott galaxisok olyan hullámhosszokat mutatnak, amelyeket az univerzumunk kibővülése miatt meghosszabbítottak (és vörösesek, tehát a vöröseltolódás kifejezést). A magasabb vöröseltolódási értékű galaxisok („z” néven) távolabb vannak az időben és a térben, és információkat szolgáltatnak a kutatóknak a korai világegyetem fémességéről. Számos korai galaxist megvizsgálnak az elektromágneses spektrum rádiószakaszában, valamint az infravörös és a látványban.
A Kiotói Egyetem kutatócsoportja arra törekedett, hogy egy rádiós galaxis fémességét nagyobb vöröseltolódással vizsgálja, mint a korábbi vizsgálatok. Korábbi tanulmányaikban megállapításaik arra utaltak, hogy a megnövekedett fémesség fő korszakát nagyobb vöröseltolódások követik, jelezve, hogy az univerzum sokkal korábban „dúsult”, mint azt korábban hitték. Az előző eredmények alapján a csoport úgy döntött, hogy kutatásait a TN J0924-2201 galaxisra összpontosítja - a legtávolabbi rádiógalaxia, amelyet z = 5,19 vöröseltolódással ismertek.
A kutatócsoport a Subaru teleszkóp FOCAS műszerét használta, hogy a J0924-2201 galaxis optikai spektrumát megkapja. A TN J0924-2201 tanulmányozása során a csoport először szén-dioxid-kibocsátási vezetéket fedezett fel (lásd fent). A szén-dioxid-kibocsátási vonal kimutatása alapján a csoport felfedezte, hogy a TN J0924-2201 már jelentős kémiai fejlődést tapasztalt z> 5-nél, tehát a régi féle univerzumban már 12,5 milliárd évvel ezelőtt fémek voltak jelen.
Ha szeretné elolvasni a csapat megállapításait, akkor hozzáférhet a cikkhez Kémiai tulajdonságok a legtávolabbi rádiós galaxisban - Matsuoka, et al itt: http://arxiv.org/abs/1107.5116
Forrás: NAOJ sajtóközlemény
