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

Start misji Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba

Źródło: NASA

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.

Węgiel sprzed miliardów lat

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.

Wielkie, młodo umierające gwiazdy

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.