Unibertsoa sortu eta “gutxira” kozinatu ziren lehen izarrak

Juanma Gallego

Big Banga gertatu eta 250 milioi urtera jaiotako lehen izarren aztarna aurkitu dute astrofisikariek, ALMA eta VLT teleskopioen bitartez egindako behaketetan oinarrituz.

Galaxia urrun batean, unibertsoa jaio eta 500 milioi urtera sortutako oxigenoa antzemateko gai izan dira zientzialariak, baina behaketa horrek denboran are atzerago joateko bidea eman diete ere. Izan ere, oxigeno horri esker astrofisikariek kalkulatu dute galaxia horretako lehen izarrak Big Banga gertatu eta 250 milioi urtera jaio zirela.

MACS1149-JD1 izeneko galaxiari begira jarri direnean egin dute aurkikuntza. Galaxia hori 2012an aurkitu zuten, Spitzer eta Hubble espazio teleskopioen bitartez, eta zinez urrun dago: 13.300 milioi argi urtera. Jakina denez, astronomian halako distantziatara begiratzeak denboran zehar atzera egitea ere esan nahi du, eta horrek unibertsoaren hasierako momentuak ikusteko parada ematen du.

Nature aldizkarian nazioarteko astronomo talde batek azaldu duenez (arxiv-en ere eskuragarri dago ikerketa artikulua), galaxia horretan oxigenoak igorritako distira ahul bat ikusi ahal izan dute. Lurrean detektatutako uhin luzera seinale hori sortu zenekoa baino hamar aldiz handiagoa izan da. ESO Europako Behatoki Australak zabaldutako ohar batean azaldu dute horren zioa: “unibertsoaren espantsioa dela eta, espazioan zehar bidaiatu ahala, argi infragorria lerratu egiten da”.

Datu horiek ikusita, zientzialariek kalkulagailua atera dute, eta ondorioztatu dute oxigenoaren seinalea duela 13.300 milioi urte inguru igorri zela, hots, unibertsoaren jaiotza izan eta 500 milioi urtera. Hortaz, orain arte urrunen antzemandako oxigenoa litzateke ikusitakoa.

Ikerketaren gakoa, hain zuzen, oxigeno horretan dago. Oxigenoa izarrak hiltzen direnean baino ez da askatzen, eta, horregatik, ezinbestean aurretik beste izar belaunaldiek jaio, bizi eta hil behar izan zuten. Modu horretan, lehen izarren jaiotza Big Banga gertatu eta 250 milioi urtera izan zela ondorioztatu dute ikertzaileek.

Izan ere, unibertsoaren hasierako uneetan ez zen oxigenorik existitzen: elementurik sinpleenez osatutako mundua zen ordukoa, hau da, hidrogenoz eta helioz osatutakoa. Horiek baino astunagoak ziren elementuak lehen izarretan ekoitzi ziren, labe kosmiko erraldoietan gertatutako fusioen ondorioz. Izar hauek hiltzean askatu ziren elementu astunagoak, eztanda erraldoietan. Horregatik, ikertzaileek badakite 500 milioi urteko izar horiek ordurako helduak zirela, eta aurretik izan ziren izarren belaunaldiak irudikatzeko aukera izan dute horrela.

ALMA behatokiaren bitartez oxigenoaren berri izan duten modu berean, VLT teleskopioaren bitartez hidrogenoaren seinale bat antzeman dute; azken hau, are ahulagoa. Bigarren igorpen horri esker baieztatu ahal izan dute galaxiaren kokapena. Ondorioz, zientzialariek aldarrikatu dute modu ziurrean orain arte neurtutako galaxiarik urrunena litzatekeela hau.

Lehen izar horiek zehazki noiz sortu ziren jakin ahal izateko beste teleskopioen bitartez eskuratutako datuak baliatu dituzte. Zehazki, Hubble eta Spitzer espazio teleskopioek infragorrian hartutako datuak izan dituzte abiapuntu. Gogoratu beharra dago espazio teleskopioak ezinbestekoak direla zeregin horietan: Lurreko atmosferak argi infragorri gehiena xurgatzen duenez, argi espektro horretan behaketa zehatzak egiteko atmosferatik kanpo egon behar dute behatokiek.

Nature aldizkarian emaitza garrantzitsuak testuinguruan jartzeko argitaratzen den iruzkin horietako batean Leiden Unibertsitateko (Herbehereak) Rychard Bouwens astrofisikariak azaldu du funtsean ikertzaile talde honek galaxiaren gorriranzko lerrakuntzaren neurketa oso zehatza egin duela. “Argi iturri baten gorriranzko lerrakuntzak adierazten digu iturriak argi hori igorri zuenetik unibertsoak izan duen espantsio faktorea zein izan den, eta baita argia igorri izan zenean iturri hori zein distantziatara zegoen”.

Bideoa: Ordenagailuz egindako simulazio batek MACS1149-JD1 galaxian izarrak zelan sortu ziren erakusten du.

Lerrakuntza hori 9,11koa da. “4 baino gehiagoko gorriranzko lerrakuntza duten galaxiak ikertzeko ALMAk normalean ionizatutako karbono bakar batek sortutako igorpen lerroa erabiltzen du. Hashimotok eta haren kideek ionizatutako oxigeno bikoitzari lotutako lerro batean jarri dute konfiantza”.

Ikerketaren balioa aitortuta ere, orain aurkeztutako lanak izan ditzakeen mugak ere mahai gainean jarri ditu adituak. “MACS1149-JD1 galaxia bat besterik ez da, eta ez dago argi beste galaxietan ere izarrak hain goiz jaio zirenetz. Planck kolaborazioak burututako mikrouhinen hondo kosmikoaren behaketak erakusten du hasierako unibertsoan izan zen izarren jaiotza-tasa ikerketa honetan proposatzen dena baino txikiagoa izan zela”. Horrez gain, gaineratu du antzeko garaietan behatu izan ziren hainbat galaxiatan halako izarren eraketa prozesurik ez dela antzeman. Dena dela, aitortu du ere ikerketa honek iradokitzen duen izarren jaiotza-tasa altuak azal zezakeela unibertsoaren hasierako uneetan mikrouhinen hondo kosmikoaren erradiazioaren espektroan “aurten aurkitutako xurgatze-seinale handia“. Otsailean aurkeztu zuten seinale hori, unibertsoak izan zuen lehen hidrogenoaren adierazle.

Erreferentzia bibliografikoa

Hashimoto T. et al. (2018). The onset of star formation 250 million years after the Big Bang. Nature volume 557, pages 392–395. DOI:10.1038/s41586-018-0117-z

Egileaz: Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.