Команда астрономов под руководством Джориса Уитстока из Кембриджского университета, анализируя данные от космического телескопа NASA «Джеймс Уэбб», обнаружила в десяти разных галактиках, существовавших уже через один миллиард лет после Большого взрыва, признаки элемента, который составляет основу всей земной жизни. Как вы уже могли догадаться, речь идет об углероде.
Обнаружение углеродной пыли вскоре после Большого взрыва может перевернуть теории, связанные с химической эволюцией Вселенной. Это объясняется тем, что процессы, которые ответственны за появление и распространение более тяжелых элементов (после водорода и гелия), подобных наблюдаемому углероду, должны протекать существенно медленнее. Другими словами, галактики, в которых «Джеймс Уэбб» наблюдал углеродную пыль, слишком юные для этого.
«Джеймс Уэбб» и космологические проблемы
Углеродная пыль была обнаружена в ходе изучения светового спектра очень далеких галактик, выборка которых осуществлялась в рамках глубокого внегалактического обзора «Джеймса Уэбба» (JADES).
Напомним, что элементы поглощают и излучают свет с характерными длинами волн, а значит они оставляют свои «отпечатки пальцев» в свете таких источников, как галактики и звезды. Пыль полиароматических углеводородов (ПАУ), обнаруженная «Джеймсом Уэббом», заметно выделялась в поглощении определенных ультрафиолетовых частот света. Вопрос теперь в том, как эти молодые — по космическим меркам — галактики так быстро насытились углеродом?
Ранняя Вселенная состояла в основном из водорода и гелия с крошечными вкраплениями некоторых более тяжелых элементов. Из этого следует, что первые звезды и галактики должны состоять из таких же легких элементов.
Традиционные модели химической эволюции Вселенной предполагают, что тяжелые элементы, такие как углерод и кислород, «выплавляются в ядерных печах» в центре звезд. Когда у первых звезд закончилось топливо для продолжения ядерного синтеза, то они вспыхнули сверхновыми (взорвались), разбросав элементы, которые были произведены в ходе нуклеосинтеза, по космическому пространству. Затем это звездное вещество было интегрировано в межзвездную пыль, которая в какой-то период времени коллапсировала и стала материалом для следующего поколения звезд, включающих в себя уже тяжелые элементы.
Однако теперь эта модель оспаривается данными, которые были получены командой Уитстока. Если при сборе и интерпретации данных не было допущено ошибок, то это означает, что должен существовать какой-то пока неизвестный науке метод быстрого создания и рассеивания углерода.
Но не стоит списывать со счетов и то, что Вселенная на самом деле может быть старше, чем предполагалось ранее.
