Telescopul spațial James Webb (JWST) a făcut recent o descoperire care revoluționează înțelegerea noastră în ceea ce privește primele galaxii din Univers și originea elementelor esențiale vieții. Astronomii au detectat un nor de carbon într-o galaxie îndepărtată și compactă, la doar 350 de milioane de ani după Big Bang. Această observație marchează prima detecție a unui alt element chimic decât hidrogenul în Universul timpuriu.
Cercetările anterioare privind formarea elementelor în Universul timpuriu au sugerat că elementul chimic carbonul, esențial pentru viața așa cum o cunoaștem, nu a început să se formeze în cantități mari decât la aproximativ un miliard de ani după Big Bang. Această ipoteză sa bazat pe mai multe observații și modele teoretice ale evoluției stelare și ale nucleosintezei. După Big Bang, Universul a fost compus în principal din hidrogen, heliu și urme de litiu. Elementele mai grele, cunoscute sub numele de metale în astronomie, au fost create în interioarele fierbinți ale primelor stele. Acestea din urmă, numite stele Populația III, erau foarte masive și aveau o viață foarte scurtă. Se credea anterior că aceste stele masive produc în principal oxigen și alte elemente grele, dar puțin carbon. Modelele standard au prezis că acest element se va forma în cantități semnificative în generațiile ulterioare de stele (Populația II) care sunt mai puțin masive și au procese diferite de fuziune nucleară. Conform acestor modele, ar fi fost nevoie de mai multe cicluri de formare și distrugere a stelelor pentru a îmbogăți Universul cu carbon. Din aceste motive, cantitățile mari de carbon necesare formării planetelor stâncoase și potențial vieții ar fi trebuit să apară foarte târziu după Big Bang, de unde și interesul provocat de noua descoperire.
Observațiile recente arată că carbonul s-a format mult mai devreme decât se aștepta. Potrivit cercetătorilor, acest element ar putea fi chiar cel mai vechi „metal” dintre toate. Pentru a face această descoperire, astronomii au folosit spectrograful în infraroșu apropiat al telescopului spațial James Webb pentru a observa o galaxie antică cunoscută sub numele de GS-z12. Prin analiza spectrului luminii provenite de la această galaxie, cercetătorii au reușit să identifice amprenta chimică a acestui obiect ceresc primitiv, dezvoltat la doar 350 de milioane de ani după Big Bang. Au identificat mai apoi un amestec de urme de oxigen și neon cu un semnal puternic de carbon.
Deocamdată nu se știe cum s-ar fi putut forma acest carbon atât de timpuriu în Univers. Cercetătorii sugerează că acest lucru s-ar putea datora colapsării stelelor cu mai puțină energie decât se credea inițial. În acest caz, carbonul s-ar fi putut forma în învelișurile exterioare ale stelelor și s-ar fi putut evada în Universul timpuriu în loc să fie aspirat în găurile negre. Detectarea carbonului atât de devreme are totuși implicații majore pentru căutarea vieții extraterestre. Într-adevăr, având în vedere că acest element este considerat fundamental pentru viața așa cum o cunoaștem, nu este neapărat adevărat că viața a apărut târziu în Univers. Rezultatele acestei cercetări au fost acceptate pentru publicare în revista Astronomy & Astrophysics, iar o versiune preprint este disponibilă pe arhiva arXiv.
