Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba dostarczył dwóch przełomowych odkryć, które przekształcają nasze rozumienie wczesnego wszechświata i potencjału istnienia życia poza naszą galaktyką. W odrębnych badaniach opublikowanych w tym tygodniu astronomowie ujawnili, że wczesne galaktyki były znacznie bardziej chaotyczne niż wcześniej sądzono, a jednocześnie wykryli po raz pierwszy poza Drogą Mleczną złożone cząsteczki organiczne—podstawowe elementy życia—w lodzie wokół odległej gwiazdy.

Wczesne galaktyki bardziej burzliwe niż oczekiwano

Zespół z Uniwersytetu w Cambridge, badający ponad 250 młodych galaktyk, odkrył, że wczesny wszechświat był znacznie bardziej chaotycznym miejscem, niż przewidywali naukowcy. Opublikowane w poniedziałek w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society badanie analizowało galaktyki, które istniały między 800 milionów a 1,5 miliarda lat po Wielkim Wybuchu, odkrywając, że były to burzliwe, „grudkowate” systemy, które z trudem stabilizowały się w uporządkowane struktury.

Teleskop Webba znajduje cegiełki życia w odległym lodzie

„Nie widzimy tylko kilku spektakularnych wyjątków – to pierwszy raz, kiedy jesteśmy w stanie spojrzeć na całą populację jednocześnie” – powiedziała główna autorka Lola Danhaive z Instytutu Kosmologii Kavliego w Cambridge. Zespół odkrył, że większość wczesnych galaktyk była chaotyczna, z gazem poruszającym się we wszystkich kierunkach, zamiast tworzyć gładkie, wirujące dyski charakterystyczne dla dojrzałych galaktyk, takich jak nasza Droga Mleczna.

Wykorzystując instrument NIRCam teleskopu JWST w rzadko używanym „trybie grism”, badacze uchwycili słabe światło pochodzące ze zjonizowanego gazu wodorowego w odległych galaktykach. Współautor Dr. Sandro Tacchella wyjaśnił, że poprzednie badania koncentrowały się na masywnych, dobrze uporządkowanych galaktykach, które były łatwiejsze do wykrycia, co tworzyło stronniczość w naszym rozumieniu. „Wczesne galaktyki były bardziej burzliwe, mniej stabilne i rozwijały się poprzez częste fuzje i wybuchy formowania gwiazd” – powiedział Tacchella.

Podstawowe Elementy Życia Znalezione Poza Drogą Mleczną

Jednocześnie zespół kierowany przez Uniwersytet Maryland ogłosił pierwsze wykrycie złożonych cząsteczek organicznych w lodach poza naszą galaktyką. Opublikowane w Astrophysical Journal Letters badanie zidentyfikowało pięć różnych cząsteczek „nasion życia” zamrożonych w lodzie wokół ST6, młodej protogwiazdy w Wielkim Obłoku Magellana, położonej 160 000 lat świetlnych od Ziemi.

Odkryte cząsteczki obejmują metanol i etanol (powszechne alkohole), mrówczan metylu, aldehyd octowy oraz kwas octowy — główny składnik octu. Co niezwykłe, kwas octowy nigdy wcześniej nie został jednoznacznie wykryty w kosmicznym lodzie przed tym odkryciem. Główna badaczka Marta Sewilo zauważyła, że są to pierwsze wykrycia etanolu, mrówczanu metylu i aldehydu octowego w lodach poza Drogą Mleczną.

„Przed Webbem metanol był jedyną złożoną cząsteczką organiczną jednoznacznie wykrytą w lodzie wokół protogwiazd, nawet w naszej własnej galaktyce” — wyjaśniła Sewilo. Zespół wykrył także potencjalne ślady glikoaldehydu, cząsteczki związanej z cukrami i prekursora składników RNA, choć potrzebne jest dalsze potwierdzenie.

Implikacje dla zrozumienia początków życia

Odkrycia uzupełniają się nawzajem w ujawnianiu, jak cegiełki życia mogły powstać w chaotycznej młodości wszechświata. Surowe środowisko Wielkiego Obłoku Magellana odzwierciedla warunki we wczesnym wszechświecie, sugerując, że złożone cząsteczki organiczne mogły powstawać w znacznie większej różnoroności warunków niż wcześniej sądzono.

„Wykrycie lodowych złożonych cząsteczek organicznych w Wielkim Obłoku Magellana dostarcza dowodów, że te reakcje mogą je skutecznie wytwarzać w znacznie surowszym środowisku niż w sąsiedztwie Słońca” – powiedział współautor badania Will Rocha z Uniwersytetu w Leiden.

Chociaż żadne z odkryć nie dowodzi istnienia życia pozaziemskiego, sugerują, że chemiczne składniki życia mogłyby przetrwać wokół formujących się gwiazd i później zostać włączone do planet, gdzie życie mogłoby rozkwitnąć. W połączeniu z odkryciem, że wczesne galaktyki przechodziły burzliwe procesy formowania, te ustalenia malują obraz wszechświata, gdzie warunki do powstania życia mogą być bardziej rozpowszechnione i odporne niż wcześniej rozumiano.

Oba zespoły badawcze planują rozszerzyć swoje studia, przy czym Sewilo celuje w dodatkowe protogwiazdy w pobliskich galaktykach, a zespół z Cambridge kontynuuje śledzenie, jak burzliwe wczesne systemy ewoluowały w dzisiejsze uporządkowane galaktyki spiralne