Jedno z nedávných zkoumání mezihvězdného prachu v malou galaxii Sextans A vedlo astronomy k novým úvahám o historii formace pevných látek ve raném vesmíru. S využitím vesmírného teleskopu Jamese Webba bylo možné detekovat částice kovového železa a karbidu křemíku v chemicky primitivním prostředí, jak uvedli vědci z Institutu vědy vesmírného teleskopu na konferenci uspořádané v Phoenixu.
Galaxie Sextans A, vzdálená přibližně čtyři miliony světelných let, obsahuje pouze mezi 3 % a 7 % kovového obsahu slunce. Tato nedostatečnost těžkých prvků z ní činí téměř dokonalý analog prvních galaxií, které vznikly po Velkém třesku, kdy vesmír byl dominován vodíkem a heliem.
Slabá gravitace sextanské galaxie brání uchovávání prvků jako železo a kyslík, což vedlo astronomy k domněnce, že její hvězdy sotva vyrábějí prach. Tato hypotéza byla však zpochybněna teleskopem Webb. „Sextans A nám nabízí model prvních prašných galaxií,” vysvětlila Elizabeth Tarantino, postdoktorandka z Institutu vědy vesmírného teleskopu a hlavní autorka jednoho ze dvou prezentovaných studií během konference Astronomické společnosti v Phoenixu.
Výsledky umožňují „interpretovat nejvzdálenější galaxie zachycené teleskopem Webb a pochopit, co vesmír budoval se svými prvotními komponenty.”
Studie o hvězdách a formování prachových částic
Jedno ze studií zveřejněných v časopise The Astrophysical Journal provedlo analýzu se spektrometrem MIRI u několika hvězd v pokročilé fázi, známých jako hvězdy gigantické asymptotické větve. „Jedna z těchto hvězd se nachází na vysoké hmotnostní hranici AGB a hvězdy jako tato obvykle produkují prach ze silikátu. Nicméně, s tak nízkou metalicity, jsme očekávali, že tyto hvězdy budou prakticky bez prachu,” vyprávěla Martha Boyer, astronomka z Institutu vědy vesmírného teleskopu a hlavní autorka studie. Naproti očekávání teleskop Webb identifikoval hvězdu, která „vytváří prachové částice složené téměř výhradně z železa”, což je revoluční jev pro podobné objekty.
Kuchařka vesmíru
Chemické podmínky v galaxii Sextans A připomínají „kosmickou kuchyň” s téměř všemi základními ingrediencemi chybějícími. „Bylo by to jako péct sušenky v kuchyni bez mouky, cukru nebo másla,” srovnala Boyer. Přesto hvězdy objevily „úplně jiný recept” k výrobě prachu, dokládající, že nedostatek křemíku a hořčíku nebránil formaci karbidu křemíku nebo čistého železa.
Boyer zdůraznila klíčový rozdíl oproti současnému prachu: „Prach raného vesmíru mohl mít velmi odlišný vzhled od silikátových částic, které dnes vidíme.” Podle astronomky „částice železa účinně absorbují světlo, ale nezanechávají jasné spektrální stopy a mohou přispět k velkým depozitům prachu, které byly pozorovány ve vzdálených galaxiích detekovaných Webbem.”
Detekce složitých molekul
Na druhou stranu, doplňková studie zveřejněná na arXiv detekovala polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH), složité uhlíkové molekuly, v malých kapsách hustého plynu uvnitř galaxie. Je to poprvé, co byly nalezeny PAH v galaxii s tak nízkou metalicitou. „Webb ukazuje, že PAH mohou vzniknout a přežít i v galaxiích s extrémně nízkým obsahem kovů, ale pouze v malých chráněných oblastech hustého plynu,” uvedla Tarantino.
Tato shlukování molekul objasňují starou záhadu ohledně zjevné absence PAH v galaxiích chudých na kovy a otevírají cestu pro nová zkoumání s vysokorozlišovací spektroskopií, která byla již schválena pro Webb.
Nalezené informace dokládají, že rozmanitost procesů pro vytváření prachu v raném vesmíru byla mnohem větší, než se předpokládalo. „Každý objev v Sextans A nám připomíná, že raný vesmír byl vynalézavější, než jsme si představovali,” uzavřela Boyer.
Podle astronomky je jasné, že „hvězdy našly způsob, jak vytvářet základní komponenty planet mnohem dříve, než existovaly galaxie jako ta naše.”
