Astronomi su uz pomoć svemirskog teleskopa James Webb otkrili da se kozmička prašina u ranom svemiru mogla stvarati bez silicija, elementa koji se dosad smatrao nužnim za njezin nastanak.
Silicij je drugi najzastupljeniji element u Zemljinoj kori, odmah nakon kisika. Ključna je komponenta kozmičke prašine iz koje nastaju kameni planeti, pa je pretpostavka da bez njega ne mogu nastati čvrste čestice prašine djelovala sasvim razumno. Nova opažanja pokazuju da ta pretpostavka nije točna.
Istraživači su Svemirskim teleskopom James Webb promatrali patuljasti galaksiju Sextans A, udaljenu 4 milijuna svjetlosnih godina. Riječ je o iznimno primitivnom sustavu čija metaličnost, udio elemenata težih od vodika i helija, iznosi samo 3 do 7 posto Sunčeve. Galaksija je gotovo u potpunosti sastavljena od vodika i helija.
Teži elementi nastaju u zvjezdanim procesima i šire se kada zvijezde stare ili eksplodiraju kao supernove. Tako galaksije postaju obogaćene elementima. No Sextans A je mala galaksija sa slabim gravitacijskim privlačenjem, zbog čega je velik dio obogaćenog materijala izgubljen. Unatoč tome što je po dobi slična Mliječnoj stazi, kemijski sastav ove galaksije odgovara onome iz ranog svemira.
Zvijezda okružena prašinom od željeza
Istraživači su promatrali zvijezde u kasnoj fazi evolucije poznate kao AGB faza (asymptotic giant branch), u kojoj zvijezde s masama između jedne i osam Sunčevih masa postaju iznimno napuhane. Jedna od promatranih zvijezda nalazi se na gornjem kraju tog raspona masa, a takve zvijezde obično proizvode silikatnu prašinu.
“Međutim, pri tako niskoj metaličnosti očekujemo da su te zvijezde gotovo bez prašine”, izjavila je Martha Boyer iz Space Telescope Science Institute, glavna autorica jednog od dva rada o ovom otkriću.
Unatoč tome, zvijezda je bila okružena prašinom. Analiza je pokazala da su zrnca gotovo u potpunosti sastavljena od željeza. Takvo što nikada prije nije opaženo u zvijezdama koje odgovaraju onima iz ranog svemira. Otkriće ukazuje na to da procesi nastanka prašine u ranom svemiru možda nisu funkcionirali onako kako se dosad mislilo.
“Prašina u ranom svemiru možda je izgledala vrlo različito od silikatnih zrnaca koja vidimo danas”, dodala je Boyer.
Opažanja su otkrila i prisutnost policikličkih aromatskih ugljikovodika, organskih molekula poznatih pod kraticom PAH. Oni su također dio kozmičke prašine, sastavljeni su od ugljika i predstavljaju najmanja zrnca prašine vidljiva u infracrvenom spektru. Sextans A je galaksija s najnižom metaličnošću u kojoj su PAH molekule ikada otkrivene.
Uvid u prve galaksije bogate prašinom
“Sextans A nam pruža uvid u to kako su izgledale prve galaksije bogate prašinom”, izjavila je Elizabeth Tarantino iz Space Telescope Science Institute, glavna autorica drugog rada.
Prvi rad objavljen je u časopisu The Astrophysical Journal, dok je drugi u postupku recenzije i dostupan na otvorenom serveru arXiv. Rezultati su predstavljeni na 247. sastanku American Astronomical Society u Phoenixu.
Otkriće postavlja pitanja o procesima nastanka prašine u ranom svemiru. Ako su zvijezde s niskom metaličnošću mogle proizvoditi prašinu od željeza umjesto silicija, to znači da su ti procesi mogli biti bitno drugačiji od onih koji se odvijaju danas. Prisutnost PAH molekula u galaksiji s tako niskom metaličnošću dodatno proširuje razumijevanje kemijskih procesa u primitivnim galaksijama i otvara pitanja o tome kako su se u takvim uvjetima mogli formirati prvi planeti.
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.
