Hiilipohjaiset elämämuodot meille hiili on melko tärkeä osa maailmankaikkeuden kemiallista rakennetta. Kuinka paljon myöhemmin? Yllättävän löytöllä tutkijat ovat havainneet hiilen paljon aikaisemmin maailmankaikkeuden historiassa kuin aiemmin ajateltiin.
Ehime-yliopiston ja Kioton yliopiston tutkijat ovat ilmoittaneet hiilidioksidipäästöjen havaitsemisen kaukana olevasta radiogalaksista. Tutkimusryhmä käytti Subaru-teleskoopin Faint Object -kameraa ja spektrografia (FOCAS) tarkkailemaan radion galaksia TN J0924-2201. Tutkimusryhmän tutkiessa havaittua hiililinjaa he totesivat, että merkittäviä hiilimääriä oli olemassa alle miljardin vuoden kuluttua isosta räjähdyksestä.
Kuinka tämä havainto auttaa ymmärtämään maailmankaikkeuden kemiallista kehitystä ja elämän mahdollisuuksia?
Ymmärtääksemme maailmankaikkeuden kemiallisen kehityksen, voimme aloittaa isosta räjähdyksestä. Big Bang -teorian mukaan maailmankaikkeus syntyi olemassaoloon noin 13,7 miljardia vuotta sitten. Suurimmaksi osaksi oli olemassa vain vetyä ja heliumia (ja sade litiumia).
Joten miten päädymme kaikkeen jakson taulukon kolmen ensimmäisen elementin ohi?
Yksinkertaisesti sanottuna voimme kiittää aikaisempia tähtiä. Kaksi nukleosytoosimenetelmää (elementtien luomista) maailmankaikkeudessa ovat ydinfuusion kautta tähtien ytimissä ja supernoovat, jotka merkitsivat monien tähdet maailmankaikkeudessa.
Ajan myötä, useiden tähti sukupolvien syntymän ja kuoleman kautta, universumistamme tuli vähemmän "metalli-köyhiä" (Huomaa: monet tähtitieteilijät viittaavat mihin tahansa vedyn ja heeliumin metalleihin ”). Kun aikaisempien tähtien sukupolvet kuolivat, ne ”rikastuttivat” muita avaruusalueita antamalla tulevaisuuden tähtiä muodostaville alueille mahdollisuuden muodostaa tähtiä käyttämättömät esineet, kuten planeetat, asteroidit ja komeetat. Uskotaan, että ymmärtämällä kuinka maailmankaikkeus loi raskaampia elementtejä, tutkijoilla on parempi käsitys siitä, miten maailmankaikkeus kehittyi, samoin kuin hiilipohjaisen kemian lähteistä.
Joten miten tähtitieteilijät tutkivat maailmankaikkeuden kemiallista evoluutiota?
Mittaamalla tähtitieteellisten esineiden metallisuutta (vetyä aikaisemmin vetyä jaksotaulukossa) erilaisissa punasiirtoissa, tutkijat voivat pohjimmiltaan vertaa takaisin maailmankaikkeuksemme historiaan. Kun tutkitaan, punasiirtyneet galaksit esittävät aallonpituuksia, jotka on venytetty (ja punoitettu, tästä syystä termi punainen siirto) maailmankaikkeuden laajenemisen vuoksi. Galaksit, joilla on korkeampi punasiirtymäarvo (tunnetaan nimellä “z”), ovat kauempana ajasta ja tilassa ja tarjoavat tutkijoille tietoa varhaisen maailmankaikkeuden metallisuudesta. Monia varhaisia galakseja tutkitaan sähkömagneettisen spektrin radio-osassa, samoin kuin infrapuna- ja visuaalista.
Kioton yliopiston tutkimusryhmä päätti tutkia radiogalaktin metallisuutta suuremmassa punasiirtymässä kuin aiemmat tutkimukset. Aikaisemmissa tutkimuksissa heidän havaintonsa viittasivat siihen, että lisääntyneen metallisuuden pääkausi tapahtui korkeammissa punasiirtymissä, mikä osoitti, että maailmankaikkeus oli “rikastettu” paljon aikaisemmin kuin aiemmin uskoi. Aiempien havaintojen perusteella ryhmä päätti sitten keskittyä tutkimuksissaan galaksi TN J0924-2201 - kaukana olevaan radiogalaksiin, jonka päänsiirto on z = 5,19.
Tutkimusryhmä käytti FOCAS-instrumenttia Subarun teleskoopilla galaksin TN J0924-2201 optisen spektrin saamiseksi. Tutkiessaan TN J0924-2201, ryhmä havaitsi ensimmäistä kertaa hiilidioksidipäästöjen linjan (katso yllä). Hiilidioksidipäästöjen havaitsemiseksi ryhmä havaitsi, että TN J0924-2201 oli jo kokenut merkittävän kemiallisen evoluution lämpötilassa z> 5, joten metallien runsaus metallia esiintyi muinaisessa maailmankaikkeudessa jo 12,5 miljardia vuotta sitten.
Jos haluat lukea ryhmän havainnot, voit käyttää paperia Kemialliset ominaisuudet etäisimmässä radiogalaksissa - Matsuoka, et al osoitteessa: http://arxiv.org/abs/1107.5116
Lähde: NAOJ: n lehdistötiedote
