U svemiru starom tek milijardu godina, znanstvenici su možda prvi put uočili galaksiju bez ijednog atoma kisika.
Objekt nazvan AMORE6, čija je svjetlost prema Zemlji putovala više od 12 milijardi godina, mogao bi biti prvi poznati primjer populacije galaksija koje su nastale neposredno nakon Velikog praska, prije nego što su u svemiru postojali teži elementi poput kisika, ugljika ili željeza. Ako se potvrdi, ovo bi otkriće moglo poslužiti kao jedan od najsnažnijih empirijskih dokaza u prilog standardnom modelu kozmologije.
Prva generacija zvijezda
Prema postojećim teorijama, svemir je neposredno nakon Velikog praska sadržavao gotovo isključivo vodik, helij i tragove litija. Svi elementi teži od njih – ono što astronomi nazivaju “metalima” – nastali su naknadno, u jezgrama zvijezda kroz procese nuklearne fuzije.
Prva generacija zvijezda, tzv. populacija III, bila je sastavljena isključivo od tih najlakših elemenata. Te zvijezde nisu imale metale jer su postojale prije nego što su se ti elementi mogli stvoriti. Ako su se takve zvijezde doista formirale, morale su pripadati galaksijama koje su također bile potpuno “metalno siromašne”, odnosno bez ikakvih težih elemenata.
Unatoč desetljećima traženja, nijedna galaksija koja u potpunosti odgovara tom opisu nikada nije potvrđena — sve do sada.
Webb otkriva galaksiju bez kisika
U novoj studiji predanoj časopisu Nature, međunarodni tim znanstvenika predvođen Takahirom Morishitom s Kalifornijskog instituta za tehnologiju objavio je podatke o galaksiji koja, prema svemu sudeći, ne sadrži tragove kisika.
Galaksija je uočena na crvenom pomaku z = 5.725, što znači da je svjetlost emitirana kada je svemir bio star između 900 milijuna i jedne milijarde godina. Objekt je otkriven zahvaljujući prirodnom efektu gravitacijske leće – kada masivni objekti poput galaktičkih jata savijaju svjetlost iz udaljenijih izvora, stvarajući uvećane i duplicirane slike koje se lakše mogu promatrati.
Svemirski teleskop James Webb uspio je detektirati emisiju vodikovih linija (Hβ), ključnih za mjerenje aktivnosti formiranja zvijezda. No pritom nije zabilježen nikakav spektroskopski signal koji bi upućivao na prisutnost kisika – ni u obliku ioniziranog kisika (OIII), niti u drugim uobičajenim linijama.
“Potpuno odsustvo OIII linije snažno ukazuje na izrazito nisku metalnost, odnosno gotovo netaknuti međuzvjezdani medij,” pišu autori studije.
Galaksija izgrađena od zvjezdane prašine
Osim kemijskog sastava, AMORE6 odlikuju i druge neobične karakteristike: iznimno niska zvjezdana masa, kompaktan oblik i struktura koja upućuje na fazu naglog formiranja masivnih zvijezda. Ti parametri dodatno potkrepljuju ideju da je riječ o objektu nastalom u okolišu kakav više ne postoji — potpuno netaknutom, bez utjecaja prethodnih generacija zvijezda.
“Takva morfologija u skladu je s uvjetima masivnog stvaranja zvijezda u netaknutoj okolini,” navode autori.
Međutim, postavlja se zanimljivo pitanje: zašto ovakav primjer pronalazimo relativno kasno u kozmičkoj vremenskoj crti? Naime, Webb je već ranije identificirao masivne i razvijene galaksije iz još ranijih epoha. To čini pronalazak galaksije poput AMORE6 gotovo milijardu godina nakon Velikog praska pomalo neočekivanim.
Neposredna potvrda teorije Velikog praska?
Iako su potrebna daljnja opažanja kako bi se izbjegle lažno pozitivne interpretacije, potencijalna identifikacija galaksije bez metala predstavlja važan iskorak. Ako je AMORE6 doista primjer “pristine” galaksije – objekta formiranog prije bilo kakvog obogaćivanja međuzvjezdanog prostora teškim elementima – to bi mogla biti prva izravna potvrda postojanja populacije III galaksija, a time i dodatna validacija teorije Velikog praska.
“Pronalaženje ovakvog objekta u tako ‘kasnoj’ fazi povijesti svemira svakako je iznenađujuće,” zaključuju autori. “No bez obzira na kozmičko vrijeme, identifikacija potencijalno čiste galaksije ključan je korak u potvrdi standardnog kozmološkog modela.”
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
