Szenet találtak az univerzum azon időszakából, amikor az még nem létezhetett

Amikor az univerzum még gyerekcipőben járt, kémiailag nagyon egyszerű összetételű volt. Volt hidrogén, némi hélium és néhány más elem. A nehezebb elemek csak akkor alakultak ki, amikor a csillagok már megszülettek, éltek és elpusztultak.

Képzeljük el tehát a tudósok megdöbbenését, amikor a James Webb Űrteleszkóp (JWST) segítségével visszatekintve az univerzum távoli múltjába, jelentős mennyiségű szénport fedeztek fel, kevesebb mint egymilliárd évvel az ősrobbanás után. A felfedezés azt sugallja, hogy a viharos korai univerzumban volt valamilyen módja a fokozott széntermelésnek. Valószínűleg a hatalmas csillagok halála miatt, amelyek utolsó pillanataikban kilökték a szén-dioxidot az űrbe, jelenti a Science Alert.

“A 4-7-es vöröseltolódásnál észlelt széndioxid tartalmú por létfontosságú korlátokat állít fel a korai Univerzum modelljeivel és forgatókönyveivel kapcsolatban”, írja a Joris Witstok kozmológus által vezetett kutatócsoport a Cambridge-i Egyetemről.

A 13,8 milliárd évvel ezelőtti ősrobbanást követő, kozmikus hajnalnak nevezett első milliárd év kritikus időszak volt. Kialakultak az első atomok, az első csillagok, a sötétségben kivirágzott az első fény. De maguknak a csillagoknak is szükségük volt arra, hogy a hidrogénnél és a héliumnál nehezebb elemek jelentős mennyiségben jöjjenek létre.

Szén az univerzum egy olyan korszakából, amikor eddigi tudásunk alapján szén nem is létezhetett volna

A csillagok magjuk forró, sűrű kohóiban atomokat zúznak össze, amelyek a csillagok nukleoszintézisének nevezett folyamat során nehezebb elemekké olvadnak össze. Ezek a nehezebb elemek azonban felhalmozódnak a csillagban, amíg az ki nem fogy a fúziós anyagból, és el nem pusztul, kilökve tartalmát a körülötte lévő űrbe. Ez a folyamat általában eltart egy ideig.

Witstok és kollégái a JWST segítségével tanulmányozták a kozmikus hajnal idején szálló port, és valami furcsát észleltek. Egy váratlanul erős vonást találtak a spektrumban, amely a szénben gazdag por fényének elnyeléséhez kapcsolódik. Mindezt olyan galaxisokban, amelyek már 800 millió évvel az ősrobbanás után is léteztek.

A probléma az, hogy ezeknek a porszemcséknek a kialakulásához több százmillió évre van szükségük, és a galaxisok jellemzői arra utalnak, hogy túl fiatalok ehhez az időskálához. Azonban ez nem egy áthidalhatatlan probléma.

Az univerzum első csillagai a feltételezések szerint sokkal nagyobb tömegűek voltak, mint a ma körülöttünk lévő fiatalabb csillagok. Mivel a nagyobb tömegű csillagok gyorsabban elégetik az üzemanyagtartalékaikat, viszonylag rövid életet élhettek, és szupernóvákként robbantak fel, amelyek viszonylag korán szétszórhatták a nehezebb anyagokat.

Vannak olyan csillagok is, amelyek ma gyakorlatilag porgyárak. Ezeket Wolf-Rayet csillagoknak nevezik, olyan nagy tömegű csillagoknak, amelyek életük végére értek, a szupernóva-robbanás küszöbén állnak. Nem sok hidrogénjük maradt, de sok nitrogén vagy szén van bennük, és nagyon nagy sebességgel löknek ki tömeget. Ez a kilövellés szintén magas széntartalmú.

Az, hogy a kozmikus hajnalban több galaxisban is nagy mennyiségű szenet fedeztek fel, bizonyíték lehet arra, hogy ezek a folyamatok nem csak előfordultak, hanem a korai univerzumban sokkal gyakoribbak voltak, mint a közelmúltban.

Ez viszont arra utal, hogy az első generáció számára a hatalmas csillagok jelentették a normát, ami segít megmagyarázni, hogy miért nem látunk belőlük egyet sem a mai napig az univerzumban.

A kutatás a Nature folyóiratban jelent meg.

Érdemes elolvasni:

• Először találhattak bizonyítékot arra, hogy két bolygó ugyanazon a pályán kering
• Földön kívüli élet bizonyítékát fedezte fel a Csendes-óceán fenekén a Harvard professzora