Pentru noi, formele de viață bazate pe carbon, carbonul este o parte destul de importantă a machiajului chimic al Universului. Cât mai târziu? Într-o descoperire surprinzătoare, oamenii de știință au detectat carbonul mult mai devreme în istoria Universului decât se credeau anterior.
Cercetătorii de la Universitatea Ehime și Universitatea Kyoto au raportat detectarea liniilor de emisii de carbon în cea mai îndepărtată galaxie radio cunoscută. Echipa de cercetare a folosit aparatul de fotografiat și spectrografia cu obiecte slabe (FOCAS) de pe Telescopul Subaru pentru a observa galaxia radio TN J0924-2201. Când echipa de cercetare a investigat linia de carbon detectată, au stabilit că cantități semnificative de carbon există la mai puțin de un miliard de ani după Big Bang.
Cum contribuie această constatare la înțelegerea evoluției noastre chimice a universului și a posibilităților de viață?
Pentru a înțelege evoluția chimică a universului nostru, putem începe cu Big Bang. Conform teoriei Big Bang, universul nostru a apărut în existență acum aproximativ 13,7 miliarde de ani. În cea mai mare parte, au existat doar Hidrogen și Heliu (și un strop de Litiu).
Deci cum să terminăm cu tot ce a trecut de primele trei elemente din tabelul periodic?
Mai simplu spus, putem mulțumi generațiile anterioare de stele. Două metode de nucleosinteză (crearea elementelor) în univers sunt prin fuziunea nucleară în miezurile stelare și supernovele care au marcat sfârșitul multor stele din universul nostru.
De-a lungul timpului, prin nașterea și moartea mai multor generații de stele, universul nostru a devenit mai puțin „sărac în metal” (Notă: mulți astronomi se referă la orice hidrogen și heliu trecut ca metale ”). Pe măsură ce generațiile anterioare de stele au dispărut, au „îmbogățit” alte zone ale spațiului, permițând regiunilor viitoare care formează stele să aibă condiții necesare pentru a forma obiecte care nu sunt stele, cum ar fi planetele, asteroizii și cometele. Se crede că, prin înțelegerea modului în care universul a creat elemente mai grele, cercetătorii vor înțelege mai bine modul în care a evoluat universul, precum și sursele chimiei noastre pe bază de carbon.
Deci, cum studiază astronomii evoluția chimică a universului nostru?
Măsurând metalicitatea (abundența de elemente trecute de hidrogen pe tabelul periodic) ale obiectelor astronomice la diverse redshift-uri, cercetătorii pot privi în esență în istoria universului nostru. Când sunt studiate, galaxiile redshifted arată lungimi de undă care au fost întinse (și înroșite, de aici și termenul redshift) datorită expansiunii universului nostru. Galaxiile cu o valoare redshift mai mare (cunoscută sub numele de „z”) sunt mai îndepărtate în timp și spațiu și oferă cercetătorilor informații despre metalicitatea universului timpuriu. Multe galaxii timpurii sunt studiate în porțiunea radio a spectrului electromagnetic, precum și în infraroșu și vizual.
Echipa de cercetare de la Universitatea Kyoto și-a propus să studieze metalicitatea unei galaxii radio la redshift mai mare decât studiile anterioare. În studiile lor anterioare, descoperirile lor au sugerat că era principală a metalicității crescute a avut loc la redshift-uri mai mari, ceea ce indică universul „îmbogățit” mult mai devreme decât se credea anterior. Pe baza descoperirilor anterioare, echipa a decis apoi să-și concentreze studiile asupra galaxiei TN J0924-2201 - cea mai îndepărtată galaxie radio cunoscută cu un redshift de z = 5.19.
Echipa de cercetare a folosit instrumentul FOCAS de pe Telescopul Subaru pentru a obține un spectru optic de galaxie TN J0924-2201. În timp ce studia TN J0924-2201, echipa a detectat, pentru prima dată, o linie de emisii de carbon (Vezi mai sus). Pe baza detectării liniei de emisii de carbon, echipa a descoperit că TN J0924-2201 a cunoscut deja o evoluție chimică semnificativă la z> 5, astfel o abundență de metale era deja prezentă în universul antic, încă de acum 12,5 miliarde de ani.
Dacă doriți să citiți rezultatele echipei, puteți accesa lucrarea Proprietățile chimice din galaxia radio cea mai îndepărtată - Matsuoka și colab la: http://arxiv.org/abs/1107.5116
Sursa: Comunicat de presă NAOJ
