Новое исследование отмечает самое далекое обнаружение необходимого элемента для жизни, как мы знаем, в обычной галактике звездообразования – ScienceDaily

Согласно новым наблюдениям Атакамского Большого миллиметрового / субмиллиметрового массива (ALMA), вода была обнаружена в самой массивной галактике в ранней Вселенной. Ученые, изучающие SPT0311-58, обнаружили H2O вместе с угарным газом в галактике, которая находится почти в 12,88 миллиарда световых лет от Земли. Обнаружение этих двух молекул в изобилии предполагает, что молекулярная Вселенная стала сильной вскоре после того, как элементы были выкованы в ранних звездах. Новое исследование включает в себя наиболее подробное исследование содержания молекулярного газа в галактике в ранней Вселенной на сегодняшний день и наиболее удаленное обнаружение H2O в регулярной галактике, образующей звезды. Исследование опубликовано в Астрофизический журнал.

SPT0311-58 на самом деле состоит из двух галактик и впервые был замечен учеными ALMA в 2017 году в том месте или во время эпохи реионизации. Эта эпоха произошла в то время, когда Вселенной было всего 780 миллионов лет – примерно 5 процентов ее нынешнего возраста – и зарождались первые звезды и галактики. Ученые полагают, что две галактики могут сливаться, и что их быстрое звездообразование не только израсходует их газ или топливо для звездообразования, но и может в конечном итоге превратить пару в массивные эллиптические галактики, подобные тем, которые наблюдаются в Местной Вселенной.

«Используя наблюдения ALMA с высоким разрешением молекулярного газа в паре галактик, известных под общим названием SPT0311-58, мы обнаружили молекулы воды и угарного газа в большей из двух галактик. Кислород и углерод, в частности, являются элементами первого поколения, а в молекулярных формах окиси углерода и воды они имеют решающее значение для жизни, какой мы ее знаем », – сказал Шривани Яругула, астроном из Университета Иллинойса и главный исследователь нового исследования. “Эта галактика является самой массивной галактикой, известной в настоящее время при высоком красном смещении, или о времени, когда Вселенная была еще очень молодой. В ней больше газа и пыли по сравнению с другими галактиками в ранней Вселенной, что дает нам множество потенциальных возможностей для наблюдений в изобилии. молекулы и лучше понять, как эти элементы, создающие жизнь, повлияли на развитие ранней Вселенной ».

В частности, вода – третья по численности молекула во Вселенной после молекулярного водорода и окиси углерода. Предыдущие исследования галактик в локальной и ранней Вселенной коррелировали излучение воды и излучение пыли в далекой инфракрасной области. «Пыль поглощает ультрафиолетовое излучение звезд в галактике и повторно излучает его в виде фотонов дальнего инфракрасного диапазона», – сказал Яругула. “Это еще больше возбуждает молекулы воды, вызывая эмиссию воды, которую ученые могут наблюдать. В этом случае это помогло нам обнаружить эмиссию воды в этой массивной галактике. Эта корреляция может быть использована для превращения воды в индикатор звезды. образование, которое затем можно было бы применить к галактикам в космологическом масштабе ».

Изучение первых галактик, которые сформировались во Вселенной, помогает ученым лучше понять рождение, рост и эволюцию Вселенной и всего в ней, включая Солнечную систему и Землю. «Ранние галактики формируют звезды со скоростью, в тысячи раз превышающей скорость Млечного Пути, – сказал Яругула». Изучение содержания газа и пыли в этих ранних галактиках дает нам информацию об их свойствах, таких как количество формирующихся звезд и скорость их образования. какой газ превращается в звезды, как галактики взаимодействуют друг с другом и с межзвездной средой и многое другое ».

По словам Яругулы, еще многое предстоит узнать о SPT0311-58 и галактиках ранней Вселенной. “Это исследование не только дает ответы о том, где и как далеко может существовать вода во Вселенной, но и породило большой вопрос: как такое количество газа и пыли собралось, чтобы сформировать звезды и галактики на столь раннем этапе существования Вселенной? «Ответ требует дальнейшего изучения этих и подобных звездообразующих галактик, чтобы лучше понять формирование структуры и эволюцию ранней Вселенной».

«Этот захватывающий результат, демонстрирующий мощь ALMA, пополняет растущую коллекцию наблюдений за ранней Вселенной», – сказал Джо Пеше, астрофизик и директор программы ALMA в Национальном научном фонде. «Эти молекулы, важные для жизни на Земле, формируются, как только могут, и их наблюдение дает нам представление о фундаментальных процессах во Вселенной, которые сильно отличаются от сегодняшних».

Источник истории:

Материалы предоставленный Национальная радиоастрономическая обсерватория. Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

.

Leave a Comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.