Hatalmas szerves molekulák csomóit azonosították egy távoli galaxisban a James Webb űrtávcsövet (JWST) használó csillagászok. A szakértők még soha nem észleltek ilyen molekulákat ennyire messze a Földtől, és jelenlétük azt sugallja, hogy galaxisban az Univerzum történetének korai szakaszában intenzív csillagkeletkezés folyt.
A kérdéses csillagrendszer 12,3 milliárd fényév távolságra van tőlünk, olyan messze, hogy amit most látunk benne, azok kevesebb mint 1,5 milliárd évvel az ősrobbanás utáni események. Justin Spilker, a Texas A&M Egyetem csillagásza és kollégái a Nature című szaklapban ismertették a felfedezés részleteit.
A Földről nézve az SPT0418-47 nevű galaxis egy másik, közelebbi galaxis mögött helyezkedik el. A közbeeső galaxis gravitációja azonban elhajlítja és torzítja az SPT0418-47 fényét, így az mintegy harmincszor fényesebben látszik, mint amilyen, és úgy vetül ki az égre, hogy a föld irányából is látható – ezt a hatást nevezik gravitációs lencsézésnek.
Spilker csapata policiklusos aromás szénhidrogéneket (PAH) keresett a vizsgálat során. Ezek olyan kémiai vegyületek, amelyek a koromban és a füstben találhatók, és fiatal, nagy tömegű, sok ultraibolya fényt kibocsátó csillagok közelében is képződhetnek. Ezek molekulák megfelelő környezetben nagyra nőnek és összegyűlnek, míg végül űrben lebegő füstcsomókra hasonlítanak. Hatásuk pedig innentől széles körű, hiszen alapvetően befolyásolják, hogyan melegszik és hűl a gáz a galaxisokban, és így segítik az új csillagok születésének szabályozását is.
Az SPT0418-47 korábbi vizsgálatai felfedeztek ugyan olyan területeket, ahol csillagkeletkezést valószínűsítettek, de a PAH-okat nem tudták kimutatni. A molekulákat alapvetően nehéz észrevenni, ehhez megfelelő infravörös érzékenység kell, amire az azóta munkába állt JWST kiválóan alkalmas. Ezért Spilker csapata tavaly augusztusban a galaxisra irányította a teleszkópot – az eszközzel végzett első tudományos megfigyelések egyikeként. Hónapokkal később, mire végeztek az adatok feldolgozásával, a PAH-ok is meglettek.
A molekulák fényes foltokként jelentek meg a galaxis gyűrűjén belül. Ezek a foltok Spilkert is meglepték. „Mindenhol, ahol a molekulákat látjuk, csillagok alakulnak ki – de vannak olyan részek is a gyűrűben, ahol csillagok alakulnak ki, de nem látjuk a molekulákat” – mondja. „Ez az a része a folyamatnak, amit még nem igazán értünk.” Ettől függetlenül a PAH-ok jelenléte arra utal, hogy a galaxis az Univerzum korai szakaszában szorgalmasan termelte a csillagokat. Az SPT0418-47 a vizsgált időszakban már a mai Tejútrendszerhez hasonló tömegű volt.
A JWST közeli galaxisokban is észlelt már PAH-okat. Karin Sandstrom, a Kaliforniai Egyetem csillagásza szerint azonban a PAH-ok észlelése ebben a távoli galaxisban fontos támpontot jelent arra nézve, hogyan alakulnak ki ezek a molekulák. Ezek a molekulák még mindig elég rejtélyesek, és a Tejútrendszerben sem értjük teljesen, hogyan alakulnak ki, mondja. Alberts hozzáteszi, hogy az új felfedezés arra készteti a csillagászokat, hogy újragondolják, hogyan formálódhatott először ez a fajta por, és ez hogyan alakította a csillagok és galaxisok korai generációit.
Spilker és kollégái azt tervezik, hogy a JWST segítségével két másik gravitációsan lencsézett galaxisban is PAH-ok után kutatnak. Már ha tudnak, a teleszkóp középső infravörös tartományú spektrográfjával azonban, amelyet a kutatócsoport az SPT0418-47 vizsgálatához használt, jelenleg problémák vannak. Május 25-én a JWST-t üzemeltető csapat arról számolt be, hogy a műszer az egyik üzemmódban nem gyűjt annyi információt, amennyit kellene. A négy csatorna közül kettőben valamiért az adatok akár 50%-át is elveszíti. A probléma kiváltó okát még vizsgálják a mérnökök.
