В галактике ранней Вселенной обнаружили углерод
В 2015 году Йоррит Маттеи сообщил, что он открыл невероятно далекую галактику CR7, в которой не хватало элементов тяжелее гелия. Три года спустя, используя данные телескопа ALMA, он показал, что в галактике все же присутствует углерод — более того, в нормальных концентрациях.
Во время ранних исследований в 2015-м Маттеи и его коллеги спекулировали, что они впервые открыли галактику со звездами первого поколения — очень тяжелыми и горячими, в которых нет тяжелых элементов и которые состоят только из гелия и водорода. Звезды первого поколения востребованы в исследованиях, так как они помогут понять, как формировались небесные тела после Большого взрыва. К тому же это первые объекты, обогатившие Вселенную такими тяжелыми элементами, как углерод, кислород и азот. Новая работа Маттеи показывает, что в галактике CR7 все же присутствуют тяжелые элементы.
На заре своих исследований Маттеи и его коллеги использовали Очень большой телескоп (ОБТ) в Чили, измеряющий спектр видимого света. Свое новое исследование ученый провел при помощи телескопа ALMA — тоже в Чили, — измеряющего микроволновое излучение: радиацию, сравнимую с волнами, при помощи которых микроволновые печи разогревают еду.
«В телескоп ALMA мы смогли наблюдать за этой же галактикой, но иным способом. ALMA смотрит на газ, расположенный между звезд, а не прямо на звездный свет. В этом газе мы и обнаружили углерод. Мы видим галактику на расстоянии 13 миллиардов световых лет. Значит, мы смотрим на 13 миллиардов лет в прошлое, — объясняет Маттеи. — На тот момент Вселенной было всего 700 миллионов лет. Именно тогда начали формироваться первые крупные галактики».
Для того чтобы заглянуть так далеко в прошлое, необходима точная измерительная техника. ОБТ делает все измерения с Земли, так что у вас всегда есть шум из нашей атмосферы. Измерения, проведенные из космоса, идеальны, так как вам не мешает атмосфера. Поэтому астрономы с нетерпением ждут запуска космического телескопа «Джеймс Уэбб» в ближайшие годы.
Это исследование — яркий пример того, как наука работает на практике. Открытия далеко не всегда подтверждаются фактами, напротив — они могут быть опровергнуты новыми данными.
«Иногда мы можем узнать больше из опровержения, чем из подтверждения, — рассуждает Маттеи. — Чтобы найти звезды первого поколения, нам понадобится детально исследовать галактики, находящиеся еще дальше, чем CR7. Мы уже знаем, какие именно сигналы первых звезд следует искать, но теперь мы также узнали, каких сигналов быть не должно».
Аббревиатура CR7 может напомнить многим футбольным болельщикам о другой звезде, а именно — о футболисте Криштиану Роналду. Но, если верить Маттеи, CR7 не имеет ничего общего со спортсменом: это всего лишь своего рода «почтовый индекс» галактики во Вселенной.
«Космос (англ. cosmos) — область в небе, где она расположена, а красное смещение 7 (англ. redshift 7) — мера расстояния», — поясняет ученый.