Ένας αρχέγονος γαλαξίας ανακαλύφθηκε από το διαστημικό τηλεσκόπιο «James Webb». Ένας γαλαξίας που παρατηρήθηκε όπως ήταν πριν από 13 δισεκατομμύρια χρόνια έχει μόλις το 1/240 της περιεκτικότητας του Ήλιου σε οξυγόνο προσφέροντας μια σπάνια ματιά στο πώς μπορεί να έμοιαζαν οι πρόγονοι των πιο αμυδρών γαλαξιών που βρίσκονται κοντά στο δικό μας γαλαξία.
Μερικοί από τους πιο αμυδρούς γαλαξίες κοντά στον γαλαξία μας ενδέχεται να είναι επιζώντες από τα πρώτα κεφάλαια της κοσμικής ιστορίας.
Τα αρχαία άστρα τους διατηρούν στοιχεία για τον τρόπο με τον οποίο σχηματίστηκαν οι γαλαξίες ωστόσο οι αστρονόμοι δυσκολεύονταν να συνδέσουν αυτά τα κοντινά απομεινάρια με τους μικρούς, πρωτόγονους γαλαξίες που υπήρχαν πριν από πολλά δισεκατομμύρια χρόνια.
Μια διεθνής ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον αναπληρωτή καθηγητή Κιμιχίκο Νακατζίμα από το Πανεπιστήμιο της Καναζάουα εντόπισε τώρα μια πιθανή σύνδεση.
Ένας μικροσκοπικός γαλαξίας με την ονομασία LAP1-B που υπήρχε πριν από 13 δισεκατομμύρια έτη καταγράφηκε από το διαστημικό τηλεσκόπιο James και όπως διαπιστώθηκε περιέχει εξαιρετικά μικρή ποσότητα οξυγόνου διαθέτοντας χαρακτηριστικά παρόμοια με αυτά πανάρχαιων γαλαξιών που βρίσκονται κοντά στον γαλαξία μας.
Τα χημικά στοιχεία μάς μεταφέρουν σε μια εποχή κατά την οποία το Σύμπαν μόλις άρχιζε να αποκτά τα στοιχεία που γνωρίζουμε σήμερα. Από το μυστηριώδες φαινόμενο που ονομάστηκε Μεγάλη Έκρηξη δημιουργήθηκε το Σύμπαν που στα πρώτα του στάδια ύπαρξης αποτελούνταν κυρίως από υδρογόνο και ήλιο.
Τα βαρύτερα στοιχεία, μεταξύ των οποίων ο άνθρακας και το οξυγόνο που είναι απαραίτητα για τη ζωή, δημιουργήθηκαν αργότερα στο εσωτερικό των πρώτων γενεών άστρων και άρχισαν σταδιακά να απελευθερώνονται στο Διάστημα καθώς οι πρώτες γενιές άστρων αυτοκαστρέφονταν.
Σχεδόν μηδενική ποσότητα οξυγόνου
Οι αστρονόμοι επιθυμούσαν εδώ και καιρό να μελετήσουν γαλαξίες αυτής της πρώιμης περιόδου προκειμένου να κατανοήσουν πώς συσσωρεύτηκαν αρχικά αυτά τα στοιχεία. Η δυσκολία είναι ότι τέτοιοι γαλαξίες είναι εξαιρετικά μικροί και αμυδροί γεγονός που καθιστά δύσκολη τη μέτρηση της χημικής τους σύστασης ακόμη και με τη χρήση ισχυρών τηλεσκοπίων.
Ο LAP1-B έγινε προσιτός στους επιστήμονες χάρη στον βαρυτικό εστιασμό ένα φαινόμενο κατά το οποίο η βαρύτητα ενός ογκώδους αντικειμένου κάμπτει και μεγεθύνει το φως που προέρχεται από κάτι που βρίσκεται πιο μακριά. Στην προκειμένη περίπτωση ένα τεράστιο σμήνος γαλαξιών ενίσχυσε τη φωτεινότητα του μακρινού γαλαξία κατά περίπου 100 φορές επιτρέποντας στους ερευνητές να εξετάσουν ένα αντικείμενο που διαφορετικά θα ήταν εξαιρετικά δύσκολο να μελετηθεί.
Αξιοποιώντας προηγούμενες ανιχνεύσεις η ομάδα παρατήρησε τον LAP1-B για περισσότερες από 30 ώρες χρησιμοποιώντας το James Webb. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τη φασματοσκοπία, μια τεχνική που αναλύει το φως για να εντοπίσει τα χημικά στοιχεία που υπάρχουν σε ένα μακρινό αντικείμενο.
Οι παρατηρήσεις αποκάλυψαν ότι η περιεκτικότητα σε οξυγόνο είναι μόλις το 1/240 εκείνης του Ήλιου, ένα ιστορικά χαμηλό επίπεδο που κατατάσσει τον LAP1-B ανάμεσα στους γαλαξίες με την πιο πρωτόγονη χημική σύσταση που έχουν χαρακτηριστεί ποτέ.
«Ενθουσιάστηκα αμέσως όταν είδα στα δεδομένα την εξαιρετικά χαμηλή ποσότητα οξυγόνου. Είναι εκπληκτικό να εντοπίζουμε έναν γαλαξία σε τόσο πρωτόγονη κατάσταση. Πρόκειται για μια χημική υπογραφή που δείχνει ξεκάθαρα ότι έχουμε μπροστά μας έναν αρχέγονο γαλαξία, τον οποίο παρατηρούμε σε μια στιγμή λίγο μετά τον σχηματισμό του», είπε ο Νακατζίμα.
Επίσης, οι ερευνητές εντόπισαν μια ασυνήθιστα υψηλή αναλογία άνθρακα προς οξυγόνο. Αυτή η διαφορά έχει σημασία, καθώς οι σχετικές ποσότητες διαφορετικών στοιχείων μπορούν να αποκαλύψουν τον τρόπο με τον οποίο ένας γαλαξίας απέκτησε τα χημικά συστατικά του. Στον LAP1-B η αυξημένη αναλογία άνθρακα προς οξυγόνο συμφωνεί σε μεγάλο βαθμό με τις θεωρητικές προβλέψεις για την ύλη που διασκορπίστηκε στο Διάστημα από τις εκρήξεις των άστρων πρώτης γενιάς του Σύμπαντος.
Συνολικά αυτές οι μετρήσεις υποδηλώνουν ότι ο LAP1-B παρατηρήθηκε σε ένα εξαιρετικά πρώιμο στάδιο χημικού εμπλουτισμού, όταν τα προϊόντα των πρώτων άστρων άρχιζαν να συσσωρεύονται στο αέριο του.
«Συνήθως λειτουργούμε σαν “κοσμικοί αρχαιολόγοι”, προσπαθώντας να μαντέψουμε το παρελθόν εξετάζοντας αρχαία άστρα στη δική μας κοσμική γειτονιά. Τώρα, όμως, μπορούμε να αναλύσουμε απευθείας το αέριο από την ίδια την αρχική σκηνή, όπως ήταν πριν από 13 δισεκατομμύρια χρόνια. Γινόμαστε μάρτυρες της στιγμής κατά την οποία ένας γαλαξίας απέκτησε για πρώτη φορά τα χημικά δομικά συστατικά που δημιούργησαν τα αρχαιότερα άστρα του Σύμπαντος», εξήγησε ο Νακατζίμα.