James Webb doet een interessante ontdekking in het jonge universum

De James Webb Space Telescope (JWST) heeft onlangs een ontdekking gedaan die een revolutie teweegbrengt in ons begrip van de eerste sterrenstelsels en de oorsprong van de basiselementen van het leven. Astronomen hebben al een koolstofwolk ontdekt in een ver, compact sterrenstelsel, dat slechts 350 miljoen jaar na de oerknal verschijnt. Deze waarneming vertegenwoordigt de eerste ontdekking van een ander element dan waterstof in het vroege heelal.

Een onverwachte ontdekking

Eerder onderzoek naar elementvorming in het vroege heelal heeft dit gesuggereerd KoolstofHet is een essentieel onderdeel van het leven zoals wij dat kennen, en het begon zich pas ongeveer een miljard jaar na de oerknal in grote hoeveelheden te vormen. Deze hypothese was gebaseerd op verschillende observaties en theoretische modellen van stellaire evolutie en nucleosynthese.

In detail: na de oerknal bestond het universum voornamelijk uit waterstof, helium en sporen van lithium. Zwaardere elementen, in de astronomie bekend als metalen, werden gecreëerd in de hete binnenkant van de eerste sterren. Deze laatste heet Bevolkingssterren IIIwas zeer groot en van korte duur.

Vroeger werd gedacht dat deze massieve sterren voornamelijk zuurstof en andere zware elementen produceerden, maar weinig koolstof. Standaardmodellen voorspelden de vorming van dit element In grote hoeveelheden in volgende generaties sterren (Populatie II) is minder groot en kent verschillende kernfusieprocessen.

Volgens deze modellen zouden er verschillende cycli van stervorming en -vernietiging nodig zijn geweest om het universum met koolstof te verrijken. Om deze redenen hadden de grote hoeveelheden koolstof die nodig zijn om rotsachtige planeten te vormen en misschien wel voor het leven pas heel laat na de oerknal moeten verschijnen, vandaar het belang van deze ontdekking. Recente waarnemingen laten zien dat er koolstof is gevormd Veel eerder dan verwacht. Volgens onderzoekers zou dit element het oudste ‘mineraal’ ooit kunnen zijn.

Galaxy GS-z12 en zijn geheimen

Om deze ontdekking te doen, gebruikten astronomen de nabij-infraroodspectrometer van de James Webb Telescoop om een ​​oud sterrenstelsel te observeren dat bekend staat als GS-z12. Door het licht van dit sterrenstelsel te analyseren in een spectrum van kleuren, konden onderzoekers de chemische vingerafdruk van dit geavanceerde, primitieve lichaam lezen Slechts 350 miljoen jaar na de oerknal. Toen vonden ze een mengsel van sporen van zuurstof en neon met een sterk koolstofsignaal.

Hoe deze koolstof zo vroeg in het heelal ontstond, blijft onzeker. De onderzoekers suggereren dat dit mogelijk te wijten is aan de ineenstorting van sterren met minder energie dan aanvankelijk werd gedacht. In dit geval had de koolstof zich kunnen vormen in de buitenste schillen van sterren en naar het vroege heelal kunnen ontsnappen in plaats van in zwarte gaten te worden gezogen.

De ontdekking van koolstof zo vroeg heeft echter grote gevolgen voor de zoektocht naar leven elders. Aangezien dit element als essentieel wordt beschouwd voor het leven zoals wij dat kennen, is het niet noodzakelijkerwijs waar dat het leven zich later in het universum heeft ontwikkeld.

De resultaten van dit onderzoek zijn geaccepteerd voor publicatie in de Journal of Astronomy and Astrophysics, en een pre-print versie is beschikbaar via de link: arXiv.