Lehdistötiedote

Kaukaisimmassa tunnetussa galaksissa on havaittu happea

20. maaliskuuta 2025

Kaksi eri tähtitieteilijäryhmää on havainnut happea kaukaisimmassa tunnetussa galaksissa, JADES-GS-z14-0:ssa. Löytö, josta raportoidaan kahdessa erillisessä tutkimuksessa on tehty Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) -kaukoputkella, jossa Euroopan eteläinen observatorio (ESO) on yhteistyökumppanina. Tämä ennätyksiä rikkova havainto saa tähtitieteilijät miettimään uudelleen, kuinka nopeasti galaksit muodostuivat varhaisessa maailmankaikkeudessa.

Viime vuonna löydetty JADES-GS-z14-0 on kaukaisin koskaan vahvistettu galaksi. Se on niin kaukana, että sen valolta on kestänyt 13,4 miljardia vuotta saavuttaa meidät, mikä tarkoittaa, että näemme sen sellaisena kuin se oli silloin, kun maailmankaikkeus oli alle 300 miljoonaa vuotta vanha, eli noin kaksi prosenttia sen nykyisestä iästä. Chilen Atacaman autiomaassa sijaitsevan ALMA-teleskooppiverkoston uusi hapen havainto viittaa siihen, että galaksi on kemiallisesti paljon odotettua kehittyneempi.

"On kuin löytäisi murrosikäisen sieltä, missä odottaisi olevan vain pienokaisia", sanoi Sander Schouws, Leidenin observatorion tohtorikoulutettava ja hollantilaisjohtoisen tutkimuksen pääkirjoittaja. Tutkimus on nyt hyväksytty julkaistavaksi Astrophysical Journal -lehdessä. "Tulokset osoittavat, että galaksi on muodostunut hyvin nopeasti ja myös ikääntymässä nopeasti, mikä lisää todistusaineistoa siitä, että galaksien muodostuminen tapahtuu paljon odotettua nopeammin."

Galaksit aloittavat yleensä elämänsä täynnä nuoria tähtiä, jotka koostuvat pääasiassa kevyistä alkuaineista, kuten vedystä ja heliumista. Kun tähdet kehittyvät, ne tuottavat raskaampia alkuaineita, kuten happea, jotka levittäytyvät galaksiin niiden kuoltua. Tutkijat olivat ajatelleet, että 300 miljoonan vuoden ikäisenä maailmankaikkeus oli vielä liian nuori, jotta galakseissa olisi niin paljon raskaita alkuaineita. Kahden ALMA:lla tehdyn tutkimuksen mukaan JADES-GS-z14-0:ssa on kuitenkin noin 10 kertaa odotettua enemmän raskaita alkuaineita.

"Olin yllättynyt odottamattomista tuloksista, koska ne avasivat uuden näkymän galaksien kehityksen ensimmäisiin vaiheisiin", sanoi Stefano Carniani Pisan Scuola Normale Superioresta Italiasta, joka on nyt Astronomy & Astrophysics -lehdessä julkaistavan artikkelin pääkirjoittaja. "Todisteet siitä, että galaksi on jo kehittynyt nuoressa universumissa, herättävät kysymyksiä siitä, milloin ja miten galaksit ovat syntyneet."

Hapen havainto on myös antanut tähtitieteilijöille mahdollisuuden määrittää JADES-GS-z14-0:n etäisyyden paljon tarkemmin. "ALMA:n tekemä havainto antaa poikkeuksellisen tarkan mittauksen galaksin etäisyydestä vain 0,005 prosentin epävarmuudella. Tämä tarkkuus, joka vastaa 5 senttimetrin tarkkuutta 1 kilometrin etäisyydellä, auttaa tarkentamaan käsitystämme kaukaisten galaksien ominaisuuksista", lisäsi Eleonora Parlanti, Pisan Scuola Normale Superioren tohtoriopiskelija ja yksi Astronomy & Astrophysics -julkaisun [1] kirjoittajista.

"Galaksi löydettiin alun perin James Webb-avaruusteleskoopilla, mutta vasta ALMA:n avulla saatiin vahvistettua ja määritettyä tarkasti sen valtava etäisyys", [2] sanoi apulaisprofessori Rychard Bouwens, Leidenin observatorion tutkimusryhmän jäsen. "Tämä osoittaa ALMA:n ja JWST:n hämmästyttävän synergian, jonka avulla voidaan selvittää ensimmäisten galaksien muodostumista ja kehitystä."

Gergö Popping on ESO:n tähtitieteilijä Euroopan ALMA-keskuksessa, joka ei osallistunut tutkimuksiin, ja hän sanoi: "Olin todella yllättynyt tästä varmasta hapen havainnosta JADES-GS-z14-0:ssa. Se viittaa siihen, että galaksit pystyvät muodostumaan alkuräjähdyksen jälkeen nopeammin kuin aiemmin on ajateltu. Tämä tulos osoittaa ALMA:n tärkeän roolin niiden olosuhteiden selvittämisessä, joissa maailmankaikkeutemme ensimmäiset galaksit muodostuivat."

Lisähuomiot

[1] Tähtitieteilijät käyttävät punasiirtymäksi kutsuttua mittaustapaa määrittääkseen erittäin kaukana olevien kohteiden etäisyyksiä. Aiemmat mittaukset osoittivat, että galaksi JADES-GS-z-14-0:n punasiirtymä oli noin 14,12 ja 14,4 välillä. Happihavaintojen avulla molemmat ryhmät ovat nyt kaventaneet tämän punasiirtymän noin 14,18:sta.

[2] James Webb -avaruusteleskooppi on NASAn, Euroopan avaruusjärjestön (ESA) ja Kanadan avaruusjärjestön (CSA) yhteinen hanke.

Lisätietoa

Tämä tutkimus on esitelty kahdessa artikkelissa, jotka julkaistaan Astronomy & Astrophysics (https://aanda.org/10.1051/0004-6361/202452451) ja Astrophysical Journal lehdissä.

Tutkimuksissa mukana ovat olleet:

Italian vetämässä Astronomy & Astrophysics artikkelissa: Stefano Carniani (Scuola Normale Superiore, Pisa, Italia [SNS]), Francesco D’Eugenio (Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge, Cambridge, Yhdistynyt kuningaskunta [CAM-KIC]; Cavendish Laboratory, University of Cambridge, Cambridge, Yhdistynyt kuningaskunta [CAM-CavL] ja INAF – Osservatorio Astronomico di Brera, Milano, Italia), Xihan Ji (CAM-KIC and CAM-CavL), Eleonora Parlanti (SNS), Jan Scholtz (CAM-KIC ja CAM-CavL), Fengwu Sun (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, Cambridge, Yhdysvallat [CfA]), Giacomo Venturi (SNS), Tom J. L. C. Bakx (Department of Space, Earth, & Environment, Chalmers University of Technology, Gothenburg, Ruotsi), Mirko Curti (European Southern Observatory, Garching bei München, Saksa), Roberto Maiolino (CAM-KIC, CAM-CavL ja Department of Physics and Astronomy, University College London, London, Yhdistynyt kuningaskunta [UCL]), Sandro Tacchella (CAM-KIC ja CAM-CavL), Jorge A. Zavala (National Astronomical Observatory of Japan, Tokyo, Japani), Kevin Hainline (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, Yhdysvallat [UArizona-SO]), Joris Witstok (Cosmic Dawn Center, Copenhagen, Tanska [DAWN] ja CAM-CavL), Benjamin D. Johnson [CfA], Stacey Alberts [UArizona-SO], Andrew J. Bunker (Department of Physics, University of Oxford, Oxford, Yhdistynyt kuningaskunta [Oxford]), Stéphane Charlot (Sorbonne Université, CNRS, Institut d’Astrophysique de Paris, Paris, Ranska), Daniel J. Eisenstein (CfA), Jakob M. Helton (UArizona-SO), Peter Jakobsen (DAWN ja Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Copenhagen, Tanska), Nimisha Kumari (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Yhdysvallat), Brant Robertson (Department of Astronomy and Astrophysics University of California, Santa Cruz, Yhdysvallat), Aayush Saxena (Oxford ja UCL), Hannah Übler (CAM-KIC and CAM-CavL), Christina C. Williams (NSF NOIRLab, Tucson, Yhdysvallat), Christopher N. A. Willmer (UArizona-SO) ja Chris Willott (NRC Herzberg, Victoria, Kanada).

Hollantilaisten johtamassa Astrophysical Journal -artikkelissa mukana ovat olleet: Sander Schouws (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, Alankomaat [Leiden]), Rychard J. Bouwens (Leiden), Katherine Ormerod (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Liverpool, Yhdistynyt kuningaskunta [LJMU]), Renske Smit (LJMU), Hiddo Algera (Hiroshima Astrophysical Science Center, Hiroshima University, Hiroshima, Japani ja National Astronomical Observatory of Japan, Tokyo, Japani), Laura Sommovigo (Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, New York, Yhdysvallat), Jacqueline Hodge (Leiden), Andrea Ferrara (Scuola Normale Superiore, Pisa, Italia), Pascal A. Oesch (Département d’Astronomie, Université de Genève, Versoix, Sveitsi; Cosmic Dawn Center, Copenhagen, Tanska jaNiels Bohr Institute, University of Copenhagen, Copenhagen, Tanska), Lucie E. Rowland (Leiden), Ivana van Leeuwen (Leiden), Mauro Stefanon (Leiden), Thomas Herard-Demanche (Leiden), Yoshinobu Fudamoto (Center for Frontier Science, Chiba University, Chiba, Japani), Huub Rottgering (Leiden) ja Paul van der Werf (Leiden).

ALMA (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array) on kansainvälinen tähtitieteen tutkimusyksikkö, joka on ESO:n, Yhdysvaltain kansallisen tiedesäätiön NSF:n ja Japanin kansallisten luonnontiedeinstituuttien NINS:n välinen kumppanuushanke yhteistyössä Chilen tasavallan kanssa. ALMA:a rahoittavat Euroopassa sen jäsenmaiden puolesta Euroopan eteläinen observatorio (ESO), Pohjois-Amerikassa (NSF) yhteistyössä Kanadan kansallisen tutkimusneuvoston (NRC) ja Taiwanin kansallisen tiede- ja teknologianeuvoston (NSTC) kanssa, sekä Itä-Aasiassa  yhteistyössä Taiwanin Academia Sinican (AS) ja Korean tähtitieteen ja avaruustieteiden instituutin (KASI) kanssa. ALMA:n rakentamista ja toimintaa ohjaa sen jäsenmaiden puolesta ESO, Pohjois-Amerikan osalta Kansallinen radiotähtitieteen observatorio (NRAO), jota hallinnoi Associated Universities, Inc. (AUI), ja Itä-Aasian osalta Japanin Kansallinen tähtitieteellinen observatorio (NAOJ). Yhteinen ALMA-observatorio (JAO) huolehtii ALMA:n rakentamisen, kokoonpanon ja operaation yhtenäisestä johdosta ja hallinnoinnista.

Euroopan eteläinen observatorio (ESO) tekee maailmankaikkeuden salaisuuksien tutkimisen mahdolliseksi kaikille tutkijoille ympäri maailman. Suunnittelemme, rakennamme ja operoimme huippuluokan maanpäälisiä observatorioita, joita tähtitieteilijät käyttävät jännittävien tutkimusongelmien ratkaisemiseen ja populääritähtitieteen edistämiseen. Me edistämme myös kansainvälistä yhteistyötä tähtitieteen alalla. ESO perustettiin hallitustenväliseksi järjestöksi vuonna 1962 ja nykyään ESO:ssa on mukana 16 jäsenvaltiota (Itävalta, Belgia, Tšekki, Tanska, Ranska, Suomi, Saksa, Irlanti, Italia, Alankomaat, Puola, Portugali, Espanja, Ruotsi, Sveitsi ja Yhdistynyt kuningaskunta) yhdessä Chilen isäntävaltion kanssa ja Australian kanssa strategisena kumppanina. ESO:n pääkonttori ja sen vierailijakeskus ja planetaario, ESO Supernova, sijaitsevat lähellä Müncheniä Saksassa. Chilen Atacaman aavikko on upea paikka, jossa on ainutlaatuiset olosuhteet tähtitaivaan tarkkailuun. Se on kaukoputkiemme sijoituspaikka. ESO:lla on kolme havaintopaikkaa: La Silla, Paranal ja Chajnantor. Paranalissa ESO operoi Very Large Telescope (VLT) kaukoputkea ja siihen liittyvää Very Large Telescope Interferometria sekä paikalla sijaitsevia taivaankartoitusteleskooppeja: infrapuna-alueella toimivaa VISTAa ja näkyvän valon alueella toimivaa VLT Survey Teleskooppia. Paranalissa ESO isännöi ja operoi myös Cherenkov Telescope Array South havaintolaitetta, joka on maailman suurin ja herkin gamma-alueella havaitseva observatorio. ESO operoi yhdessä kansainvälisten kumppaneiden kanssa APEX- ja ALMA-observatriota Chajnantorilla, jotka ovat kaksi millimetri- ja alimillimetrin alueella toimivaa havaintolaitetta. Rakennamme parhaillaan Paranalin lähelle Cerro Armazonesille "maailman suurinta silmää taivaalle”, ESO:n Erittäin suurta kaukoputkea (Extremely Large Telescope, ELT). Santiagossa, Chilessä sijaitsevista toimipisteistämme tuemme toimintaamme Chilessä ja olemme yhteydessä chileläisiin yhteistyökumppaneihin ja yhteiskuntaan.

Linkit

• Tutkimusartikkeli (Carniani et al.)
• Tutkimusartikkeli (Schouws et al.)
• ALMA:n kuvia 
• Median edustaja: saadaksesi julkaisut ennen niiden virallista julkaisemista tilaa uutiskirje omalla kielelläsi, sekä voit hakea ESO:n 2025 strategiseen medialle suunnattuun vierailuun (osittain tuettu) (UUSI)
• Tutkija, onko sinulla kerrottavaa? Pitchaa oma tutkimuksesi
• Maailman pimein ja selkein taivas on vaarassa teollisuuden megahankkeen vuoksi

Yhteystiedot

Stefano Carniani
Scuola Normale Superiore
Pisa, Italy
Puh.: +39 050 509156
Sähköposti: stefano.carniani@sns.it

Sander Schouws
Leiden University
Leiden, The Netherlands
Sähköposti: sanderschouws@gmail.com

Eleonora Parlanti
Scuola Normale Superiore
Pisa, Italy
Sähköposti: eleonora.parlanti@sns.it

Rychard Bouwens
Leiden Observatory, University of Leiden
Leiden, The Netherlands
Puh.: +31 71 527 8456
Sähköposti: bouwens@strw.leidenuniv.nl

Jacqueline Hodge
Leiden Observatory, University of Leiden
Leiden, The Netherlands
Puh.: +31 71 527 8450
Sähköposti: hodge@strw.leidenuniv.nl

Gergö Popping
European ALMA Regional Centre, European Southern Observatory
Puh.: +49 89 3200 6247
Sähköposti: gpopping@eso.org

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6670
Matkapuhelin: +49 151 241 664 00
Sähköposti: press@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media