Астрономы использовали сеть радиотелескопов ALMA для обнаружения выбросов ионизированного кислорода из галактики на расстоянии 13,1 миллиарда световых лет. Это самое дальнее подтвержденное обнаружение кислорода в космосе.
Международная исследовательская группа, состоящая в основном из японских астрономов, использовала сеть радиотелескопов Atacama Large Millimeter/submmillimeter Array (ALMA) для изучения галактики SXDF-NB1006-2, которую мы видим через 700 миллионов лет после Большого взрыва. . Его красное смещение z = 7,2.
Ученые хотели изучить наличие тяжелых элементов (для астрономов это означает элементы тяжелее водорода, гелия и лития) в столь далекой галактике, чтобы лучше понять процессы звездообразования, происходящие на ранних этапах истории Вселенной.
Во-первых, было проведено компьютерное моделирование, чтобы увидеть, сможет ли ALMA обнаружить выбросы ионизированного кислорода для таких далеких галактик. Поскольку шансы на это оказались таковыми, было запрошено время наблюдения, и наблюдения были проведены с помощью сети радиотелескопов ALMA.
Оказалось, что в галактике SXDF-NB1006-2 наблюдается излучение дважды ионизированного кислорода. Обнаружение этой линии ALMA возможно благодаря расширению Вселенной. Обычно излучение происходит на длине волны 0,088 миллиметра, но после достижения Земли мы воспринимаем его как длину волны 0,725 миллиметра, что является диапазоном, к которому чувствительны антенны и приемники ALMA.
Установлено, что содержание кислорода в галактике SXDF-NB1006-2 в десять раз меньше, чем на Солнце. Это как и предсказывалось, потому что тяжелые элементы образуются в последовательных поколениях звезд, и чем дальше мы смотрим в космос (чем дальше назад во времени в истории эволюции Вселенной), тем меньше их содержание.
Исследователи из группы под руководством Акио Иноуэ из Осакского университета Сангё в Японии заявили, что им не удалось обнаружить выбросы углерода и что в галактике мало пыли. Низкая запыленность благоприятна в контексте эпохи реионизации — интенсивное излучение молодых звезд-гигантов может не только ионизовать газ в галактике, но и легко выйти и ионизировать окрестности галактики.
Так что, возможно, SXDF-NB1006-2 является примером одной из галактик, ответственных за эпоху реионизации. Согласно теории эволюции Вселенной, до создания объектов во Вселенной, в течение нескольких сотен миллионов лет после Большого Взрыва, пространство было заполнено нейтральным газом (электрически нейтральным). Но излучение звезд ионизировало атомы газа.
Первооткрыватели указывают, что мы имеем дело с самым дальним подтвержденным обнаружением кислорода. Ранее, в 2013 году, была опубликована публикация о наличии кислорода еще в одном объекте (красное смещение z = 7,51), но в этом случае не было прямого обнаружения линии — в отличие от последнего открытия.
Результаты исследования описаны в статье в журнале Science. Об открытии также сообщают несколько научных учреждений, в том числе Европейская южная обсерватория (ESO).