Ovo je jedan od zasad posljednjih članaka s NASA-inog sajta Svemirskog teleskopa James Webb.
Slike su, redom, kompozitna slika na kojoj su istaknuti PAHs, kompozitna slika (NIRCam + MIRI), samo NIRCam-ina slika, samo MIRI-jeva slika, graf, te detalj NIRCam-ine slike u punoj veličini. Potonju sliku dodajem jer su te pozadinske galaktike, o kojima u donjem tekstu nema ni riječi, barem jednako dojmljive kao i sam Sekstant A.
Graf, međutim, ne izgleda osobito dojmljivo. A ni uvjerljivo! Nekoliko dodatnih komentara je dodano u donji prijevod.
|
Priredio i prilagodio:
Zoran Knez AstroMosor |
Stavite kursor na sliku
Webb otkriva da galaktika analogna onima u ranom svemiru posjeduje neočekivani dar za pravljenje prašine
Koristeći NASA-in Svemirski teleskop James Webb, astronomi su uočili dvije rijetke vrste prašine u patuljastoj galaktici Sekstant A, jednoj od kemijski najprimitivnijih galaktika u susjedstvu Mliječnog Puta. To što su pronađene prašine bogate metalnim željezom (Tj. ne željezom u obliku spoja. Prim. prev.) i silicijevim karbidom (SiC) koje proizvode ostarjele zvijezde, kao i sićušne grudice organskih molekula, pokazuje da su zvijezde i međuzvjezdani medij bili u stanju proizvesti zrnca krute prašine čak i u vrijema kada je svemir imao iza sebe tek dijelić svoje sadašnje dobi. Ovo istraživanje provedeno Webbom preoblikuje našu predodžbu o tome kako su se rane galaktike razvijale i kao su proizvodile osnovne građevne elemente od kojih su sazdani planeti. To je sve dio NASA-inog nastojanja da se dokuče tajne svemira i otkrije naše mjesto u njemu.
Galaktika Sekstant A je od nas udaljena oko 4 milijuna svjetlosnih godina i njena metalnost - sadržaj elemenata težih od helija - iznosi tek od 3 do 7 posto metalnosti Sunca. Kako je ta galaktika vrlo mala, za razliku od drugih obližnjih galaktika ona ne stvara dovoljno snažno gravitacijsko privlačenje da bi mogla zadržati teške elemente poput željeza i kisika, koje stvaraju stare zvijezde i supernove. (Sekstant A iz naše perspektive ima približno oblik kvadrata. Široka je samo oko 8000 svjetlosnih godina, a od nas je udaljena oko 4,6 milijuna svjetlosnih godina. Prim. prev.)
Rani svemir, neposredno nakon velikog praska, bio je ispunjen galaktikama poput ove. U to su vrijeme u svemiru postojali skoro isključivo vodik i helij, budući još nije bilo dovoljno vremena da ga zvijezde obogate metalima. Zahvaljujući maloj udaljenosti koja nas dijeli od njega, Sekstant A pruža astronomima rijetku priliku za proučavanje pojedinačnih zvijezda i međuzvjezdanih oblaka u uvjetima sličnima onim koji su vladali kratko vrijeme nakon velikog praska.
"Sekstant A nam pruža neposredan uvid u te rane, prašinom bogate galaktike", kaže Elizabeth Tarantino, postdoktorandica iz STScI-ja i prva autorica jednog od dva znanstvena rada kojim je opisano ovo istraživanje. Radovi su predstavljeni javnosti na 247. sastanku Američkog astronomskog društva, u Phoenixu. "Ovi rezultati nam pomažu protumačiti najudljenije galaktike koje je Webb snimio i razumjeti što je to svemir gradio svojim prvim sastojcima."
Pravljenje prašine bez uobičajenih sastojaka
Jedan od tih radova, objavljen u Astrofizikalnom dnevniku, pozabavio se nekolicinom zvijezda (u galaktici Sekstant A), i to tako da ih je analizirao spektrometrom niske razlučivosti u Webbovom MIRI-ju. Prikupljeni podaci su otkrili kemijske otiske prstiju napuhanih zvijezda u poodmakloj životnoj dobi, tzv. divova s asimptotskog ogranka (engl. krat. ABG). (To je ogranak Hertzsprung-Russellovog dijagrama. Prim. prev.) Kroz tu životnu fazu prolaze zvijezde s masama od jedne do osam Sunčevih masa.
"Jedna od tih zvijezda je na gornjoj masenoj granici za AGB zvijezde, a takve zvijezde obično proizvode silikatnu prašinu. Međutim, uz tako nisku metalnost mi od ovih zvijezda očekujemo da će biti skoro posve lišene prašine", kaže Martha Boyer, prva autorica drugog znanstvenog rada o ovom istraživanju, astronomkinja iz STScI-ja. "Umjesto toga, Webb nam je pokazao da ta jedna zvijezda proizvodi zrnca prašine sazdana skoro isključivo od željeza. To je nešto što nikada prije nismo vidjeli u zvijezda koje su analogne onima iz ranog svemira."
Silikati - uobičajena prašina koju proizvode zvijezde bogate kisikom - zahtijevaju elemente poput silicija i magnezija, kakvih praktično uopće nema u Sekstantu A. Bilo bi to kao da pokušavate ispeći kekse u kuhinji u kojoj nema ni brašna, ni šećera, a ni maslaca!
Uobičajena svemirska kuhinja, kakav je naš Mliječni Put, sadrži sve te ključne sastojke, u obliku silicija, ugljika i željeza. U nekoj praiskonskoj kuhinji kakav je Sekstant A, kojoj ti sastojci nedostaju, teško da ćete naći imalo brašna ili šećera. Astronomi su zbog toga očekivali da Sekstant A nije u stanju u svojoj pećnici ispeći prašinu.
Međutim, oni ne samo da su pronašli prašinu, već im je Webb pokazao i to da jedna od tamošnjih zvijezda rabi posve drukčiji recept za njenu izradu!
Ta željezna prašina, kao i silicijev karbid kojega neke od manje masivnih ABG zvijezda proizvode unatoč niskom sadržaju silicija, pokazuju da zvijezde u poodmakloj razvojnoj fazi još uvijek mogu stvarati krute materijale, čak i ako ne raspolažu tipičnim sirovinama.
"Prašina u ranom svemiru se mogla značajno razlikovati od silikatnih zrnaca koje vidimo danas", kaže Boyer. "Ta zrnca željeza djelotvorno upijaju svjetlo, no ona ne ostavljaju nikakve lako uočljive spektrane otiske prstiju. Zbog toga takav materijal može pridonositi ogromnim spremnicima prašine u vrlo dalekih galaktikama koje je Webb uočio." (Može pridonositi, a da ne bude primijećen u spektrima? Prim. prev.)
Sićušne nakupine organskih molekula
U dodatnom istraživanju, opisanom znanstvenim radom koji se u ovom trenutku provjerava od strane stručnjaka, Webb je snimio međuzvjezdani madij unutar Sekstanta A, te je tamo otkrio policikličke aromatske ugljikovodike (engl. krat. PAHs): složene organske molekule i vrlo mala zrnca prašine (od tih molekula) koja odašilju infracrveno svjetlo. To otkriće znači da je Sekstant A galaktika s najnižom metalnošću u kojoj su dosad pronađeni PAHs.
Ali za razliku od bogate i obilne emisije iz PAHs koju dobivamo iz galaktika bogatih metalima, Webb pokazuje da se (u Sekstantu A) te tvari zatiču jedino u majušnim gustim džepovima, širokima tek po nekoliko svjetlosnih godina.
(...)
Te nakupine vjerojatno predstavljaju jedina područja u kojima su zaštićenost prašine i gustoća plina upravo dovoljno veliki da omoguće nastanak i rast čestica PAHs. To bi moglo biti razrješenje više desetljeća stare zagonetke o tome zašto PAHs naizgled iščezavaju iz galaktika siromašnih metalima. (Tako piše. Nije jasno znači li to da PAHs uopće nisu viđeni u metalima siromašnim galaktikama (što je vjerojatnije), ili je viđeno da ono malo što ih tamo nastane brzo i nestaje (razgradnjom pod utjecajem zračenja). Prim. prev.)
Povezivanje dvaju otkrića
Uzeti zajedno, ovi rezultati pokazuju da je rani svemir raspolagao s više pristupa proizvodnji prašine, a ne samo s dobro poznatim i provjerenim metodama, poput eksplozija supernova. Pored toga, istraživači sada znaju da uz krajnje niske metalnosti ide i puno više prašine no što je bilo predviđano.
"Svako otkriće u Sekstantu A nas podsjeća da je rani svemir bio inventivniji no što smo to ranije zamišljali", kaže Boyer. "Zvijezde su očigledno našle načina stvoriti građevne elemente za proizvodnju planetâ i puno prije no što su se pojavile galaktike poput naše."
(Bijeli okvir na Webbovoj slici ističe lokaciju oblaka bogatih policikličkim aromatskim ugljikovodicima (zeleno). Područje na slici je na udaljenosti Sekstanta A široko oko 1500 svjetlosnih godina.)
Dodatna slika pruža kontekst Webbovoj fotografiji dijela galaktike Sekstant A. Na lijevoj strani je Webbova slika, dok je desno fotografija snimljena 4-metarskim teleskopom Nicholas U. Mayall, u Nacionalnoj zvjezdarnici Kitt Peak (engl. krat. KPNO).
Graf je spektar jedne divovske zvijezde s asimptotskog ogranka u galaktici Sekstanta A. On uspoređuje Webbove podatke s modelom spektra prašine u kojoj zamalo uopće nema silikata, odnosno s modelom spektra prašine s barem 5 posto silikata.
STScI, NASA, ESA, CSA, KPNO, NSF's NOIRLab, AURA, Elizabeth Tarantino (STScI), Phil Massey (Lowell Obs.), George Jacoby (NSF, AURA), Chris Smith (NSF, AURA); Image Processing: Alyssa Pagan (STScI), Travis Rector (UAA), Mahdi Zamani (NSF's NOIRLab), Davide De Martin (NSF's NOIRLab); Joseph Olmsted (STScI)
Velika kompozitna slika kompozitna 2
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
