Vědci našli Amore6, galaxii téměř bez těžkých prvků. Jeho existence silně podporuje klíčové předpovědi Velký třesk model.
Naše znalost vesmíru začíná velkým třeskem, okamžikem, kdy se poprvé začala kosmická expanze. Během této události proces zvaný nukleosyntéza Velkého třesku vytvořil pouze nejlehčí prvky: vodík, helium a stopové množství lithia. Těžší prvky, které astrofyzicisté označují jako kovy, byly vytvořeny později v srdcích hvězd, které po této první epochě žily a zemřely.
Nejčasnější generace hvězd, známá jako hvězdy populace III, byla první, která tyto těžší prvky vytvořila hvězdnou nukleosyntézou. Samotné tyto hvězdy neobsahovaly žádné kovy, ani ve většině extrémně malých množství a jejich životní cykly obohatily vesmír svými prvními kovy. Protože se hvězdy rodí spíše v galaxiích než v izolaci, musely být také galaxie populace III, jejichž hvězdové populace neobsahovaly žádné kovy.
Navzdory pokroku v porozumění kosmické historii zůstávají významné mezery. Jedním z nejdůležitějších chybějících kusů je důkaz těchto galaxií populace III. Teorie předpovídá, že některé časné galaxie, pozorované při vysokých červených posunech, by měly vykazovat nulovou metalicitu. Potvrzení jejich existence by poskytovalo zásadní podporu našemu současnému kosmologickému rámci.
Překvapivé výsledky od JWST
The James Webb Space Telescope (JWST) již přetvořil očekávání odhalením masivních, dobře rozvinutých galaxií daleko dříve v kosmické historii, než předvídaly modely. Podle předchozího porozumění by se galaxie této velikosti a zralosti neměly objevit tak brzy po velkém třesku. Tyto objevy přinutily astronomy znovu zvážit, jak rychle se galaxie vytvořily a vyvinuly.
Přesto, dokonce i se svými pozoruhodnými schopnostmi, JWST definitivně neidentifikoval galaxii nulové metality. I když pozoroval galaxie, které se objevily jen několik set milionů let po velkém třesku, žádný z nich dosud neprokázal úplnou absenci kovů předpovídaných pro skutečné systémy populace III.
Role emisí oiii
Oxygen hraje v tomto vyhledávání zásadní roli. Podle kosmologických modelů by nejstarší galaxie měly obsahovat pouze vodík a helium bez kyslíku nebo jiných těžších prvků. Astronomové používají emisní linii OIII ve spektroskopii ke studiu galaxií: odhaluje probíhající tvorbu hvězd a je zvláště účinná při sondování velmi vzdálených systémů s vysokým rozlišením. JWST s jeho citlivostí učinila tato měření ještě silnější.
V primitivních galaxiích mohou silné emise OIII naznačovat velmi nízkou metalicitu. Naopak slabé signály OIII naznačují, že galaxie vytvořené za podmínek na rozdíl od dnešních dnes. Až donedávna nebyl nalezen žádný přesvědčivý příklad.
To se nyní může měnit. Nový výzkum předložený Příroda hlásí možný objev galaxie, která vyhovuje kritériím pro nedotčení. Studie je vedena Takahiro Morishita, vědeckým pracovníkem v Infračerveném zpracování a analýze (IPAC) v Kalifornském technologickém institutu.
„Existence galaxií bez prvků, jako je kyslík – vytvořený hvězdami po nukleosyntéze velkého třesku – je klíčovou predikcí kosmologického modelu,“ píšou vědci. „Doposud však nebyly identifikovány žádné nedotčené“ populace nulové metallicity „populace III.“
Potvrzení modelu Velkého třesku
Až dosud. Morishita a jeho spoluautoři našli galaxii, která odpovídá popisu. Zjistili to při redshift z = 5,725, což znamená, že jeho světlo bylo emitováno, když vesmír byl jen asi 900 až 1 miliardu let. Pojmenoval se amore6 a byl detekován gravitačním čočkou. To se zvětšilo a duplikovalo obrázky galaxie, což usnadnilo pozorování. JWST našel emise Hp, důležitou linii v astronomii používané k měření galaxií různými způsoby, ale nezjistil žádný kyslík. To znamená, že jeho metalita je velmi nízká. „Absence (O III) okamžitě naznačuje, že Amore6 má velmi nízkou mezicitu, poblíž nedotčeného, mezihvězdného média,“ vysvětlují autoři.
Galaxie také vykazuje nízkou hvězdnou hmotu a extrémně kompaktní morfologii. „Tyto vlastnosti jsou v souladu s masivní formací hvězd v nedotčeném nebo téměř kurzu,“ píšou autoři. Jde o to, že tato galaxie není tak stará jako některé dřívější, plně formované galaxie, které JWST našel. Je poněkud záhadné, že tento silný příklad nedotčeného a nízké metální hvězdy vytvářejícího hvězdy byl po velkém třesku nalezen téměř jeden miliardu let.
K potvrzení těchto zjištění a jejich podrobnějším porozumění bude zapotřebí více studií. Detekce však naznačuje, že jsme na správné cestě v porozumění přírodě.
„Zjištění takového příkladu v relativně pozdní době v kosmické historii je překvapivé,“ píšou vědci. „Bez ohledu na kosmickou epochu je však identifikace potenciálně nedotčeného objektu klíčovým ověřením modelu Velkého třesku.“
Reference: „Nedostatná masivní formace hvězd zachycená při přestávce kosmického úsvitu“ od Takahiro Morishita, Zhaoran Liu, Massimo Stiavelli, Tommaso Treu, Pietro Bergamini a Yechi Zhang, 31. července 2025, Arxiv.
Doi: 10,48550/arxiv.2507.10521
Přizpůsobeno z článku původně zveřejněného na Vesmír dnes.
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
