Astronomové využili pozorování získaná pomocí radioteleskopu ALMA a dalekohledu ESO/VLT ke zkoumání procesů formování hvězd ve velmi vzdálené galaxii MACS1149-JD1. Podařilo se jim prokázat, že hvězdy v této galaxii začaly vznikat v nečekaně rané fázi vývoje vesmíru, pouhých 250 milionů let po velkém třesku.

Sledovaná galaxie je nejvzdálenějším objektem, jaký byl kdy pozorován pomocí ALMA i VLT, a získaná data představují detekci kyslíku na dosud největší kosmologickou vzdálenost.

Mezinárodní tým astronomů využil radioteleskop ALMA k výzkumu vzdálené galaxie s katalogovým označením MACS1149-JD1. Vědcům se podařilo detekovat velmi slabé záření emitované ionizovaným kyslíkem přicházející z této galaxie.

Na dlouhé cestě vesmírem byla vlnová délka tohoto původně infračerveného záření protažena více než desetkrát v důsledku expanze vesmíru. Proto bylo možné tyto emise na Zemi detekovat pomocí radioteleskopu ALMA, který pracuje s milimetrovými a submilimetrovými vlnami elektromagnetického záření.

Vědcům se podařilo zjistit, že signál byl ze zdroje vyslán před 13,3 miliardami let (tedy asi 500 milionů let po velkém třesku). V současnosti se tady jedná o detekci kyslíku na největší vzdálenost. Přítomnost kyslíku je však neklamnou známkou, že v této galaxii musela existovat ještě starší generace hvězd, která ho vyrobila.

Kromě záření kyslíku nalezeného v datech ALMA se pomocí dalekohledu ESO/VLT podařilo detekovat další slabší signál, tentokrát se jednalo o vodíkové emise. Vzdálenost galaxie určená na základě pozorování vodíkových emisí je v dobrém souhlasu s výsledky získanými pro záření kyslíku.

MACS1149-JD1 je tedy nejvzdálenější galaxií s přesně určenou vzdáleností a zároveň nejvzdálenějším objektem, jaký kdy pozorovala ALMA nebo VLT.

„Galaxii MACS1149-JD1 nyní vidíme tak, jak vypadala v době, když byl vesmír pouhých 500 milionů let starý. A již v tomto období ji tvořila populace vyvinutých hvězd,“ vysvětluje spoluautor práce Nicolas Laporte (University College London).

„Díky tomu můžeme tuto galaxii použít jako sondu do ještě staršího, naprosto neprozkoumaného, období vývoje vesmíru.“.

Krátce po velkém třesku se ve vesmíru nevyskytoval žádný kyslík. Tento prvek vytvořily až první hvězdy prostřednictvím termojaderných reakcí ve svém nitru a následně ho na konci svého života vyvrhly do okolního prostoru.

Detekce kyslíku v galaxii MACS1149-JD1 dokazuje, že tyto rané generace hvězd vznikly a také zanikly dříve než 500 milionů let po velkém třesku.