Teleskop Webba znalazł węgiel tam, gdzie nie powinno go być. "To obala dotychczasowe teorie"

Zanim we Wszechświecie pojawiło się bogactwo pierwiastków, jakie dzisiaj budują świat dookoła nas, minęły miliardy lat. Początkowo Wszechświat zawierał jedynie duże ilości wodoru i helu - cięższe molekuły pojawiły się dopiero wraz z gwiazdami i galaktykami. Jak pokazują nowe obserwacje z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, opisane w badaniu opublikowanym na łamach "Nature", pierwsze z nich mogły narodzić się znacznie wcześniej, niż do tej pory sądziliśmy.

Międzynarodowy zespół naukowców analizował dane z obserwacji kosmicznego pyłu - materii wypełniającej przestrzeń między ciałami niebieskimi. Chociaż utrudnia ona obserwację niektórych gwiazd, pochłaniając ich światło, naukowcy potrafią wykorzystać tę właściwość do określenia składu chemicznego pyłu. Badacze skorzystali z niej do przyjrzenia się obłokom pochodzącym z wczesnego okresu istnienia Wszechświata, gdy ten miał mniej niż miliard lat.

Jak się okazało, ziarna pyłu szczególnie silnie pochłaniały ultrafioletowe światło o długości fali około 217,5 nanometrów. Wynik okazał się niespodzianką - do tej pory obserwowano taką absorpcję jedynie w młodszych regionach Wszechświata, a jej źródłem były wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), złożone cząsteczki organiczne. Znalezisko to wydawało się jednak nieprawdopodobne - zanim tak skomplikowane związki mogłyby się uformować, musiałoby minąć wiele cyklów tworzenia się i umierania gwiazd. Trwałoby to znacznie dłużej niż miliard lat.

Badacze zaproponowali inną hipotezę: zamiast WWA, Webb mógł zaobserwować inny typ cząsteczek opartych na węglu: maleńkie ziarna grafitu lub diamentu. Mają one podobne widmo absorpcyjne do węglowodorów, a co najważniejsze, mogły powstać znacznie wcześniej niż one. "Nanodiamenty" mogą powstawać w materiale wyrzucanym z supernowych, a ogromne gwiazdy Wolfa-Rayeta, które żyją szybko i umierają młodo, mogłyby wyrzucić z siebie drobny węglowy pył w ciągu mniej niż miliarda lat.

Wyniki okazały się sporym zaskoczeniem. Pokazują nam one zupełnie nowy obraz młodego Wszechświata - mógł on być znacznie bardziej aktywny chemicznie, niż do tej pory sądziliśmy.

- Przez całą karierę badałam młode galaktyki i nigdy nie spodziewałam się znaleźć tak wyraźnej sygnatury kosmicznego pyłu w tak dawnych czasach - powiedziała współautorka badania Renske Smit z Uniwersytetu w Cambridge. - Dane te pokazują nam, że węglowe ziarna pyłu mogły tworzyć się w najbardziej pierwotnych układach. To obala dotychczasowe teorie i otwiera nam zupełnie nowy sposób badania chemizmu pierwszych galaktyk - dodała.