كشف تحليل جديد لزوج من المجرات في فجر التاريخ، أن الماء تواجد في الكون بعد 780 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم، عندما بلغ الكون 5% فقط من عمره الحالي.
وعلى الرغم من أن العناصر الثقيلة كانت لا تزال نادرة نسبيا، لم يضيع الوقت في تكوين الجزيئات.
وكانت المجرات، على الأقل كما نراها بعد أن قطع ضوءها 12.88 مليار سنة، في طور الاندماج معا في مجرة ​​واحدة كبيرة، تعرف مجتمعة باسم SPT0311-58، وهي من بين أقدم المجرات المعروفة في الكون.
ويعتقد أن اضطرابات الجاذبية الناتجة عن تفاعلاتها تؤدي إلى موجة من تشكل النجوم التي تستهلك كل الغاز الجزيئي المتاح. ولكن ما يزال هناك غاز كاف تمكن علماء الفلك من النظر إليه، والحصول على إشارات طيفية تكشف عن وجود جزيئات معينة.
ويقول عالم الفلك سريفاني جاروغولا، من جامعة إلينوي: “باستخدام مصفوفة أتاكاما كبيرة المليمتر/المتر (ALMA) عالية الدقة للغاز الجزيئي في زوج من المجرات المعروفة مجتمعة باسم SPT0311-58، اكتشفنا كلا من جزيئات الماء وأول أكسيد الكربون في أكبر مجرتين. والأكسجين والكربون، على وجه الخصوص، عنصران من الجيل الأول، وفي الأشكال الجزيئية لأول أكسيد الكربون والماء، فإنهما ضروريان للحياة كما نعرفها”.
ونظرا لأن الضوء من المجرات في بدايات الكون سافر بعيدا حتى يصل إلينا، فهو خافت جدا، ويصعب كثيرا تمييز التفاصيل مقارنة بالمجرات القريبة نسبيا. ومع ذلك، فإن الوسط النجمي في هذه المجرات غني بالغبار، والذي يمكن أن يساعد في الكشف عن وجود الماء.
وقال الباحثون إن هذا الغبار يمتص الأشعة فوق البنفسجية من النجوم ويعيد إصدارها كضوء الأشعة تحت الحمراء البعيدة. وتثير هذه الأشعة تحت الحمراء جزيئات الماء في الوسط النجمي، ما يولد انبعاثا يمكن اكتشافه بواسطة تلسكوب حساس مثل ALMA في تشيلي.
ويمكن أن يساعد تحديد موقع هذه المياه في مثل هذه المرحلة المبكرة من تاريخ الكون العلماء على فهم أصل وتطور اللبنات الأساسية للحياة في الكون.
ويوضح جاروغولا: “هذه المجرة هي أضخم مجرة ​​معروفة حاليا عند الانزياح الأحمر العالي، أو في الوقت الذي كان فيه الكون ما يزال صغيرا جدا. لديها المزيد من الغاز والغبار مقارنة بالمجرات الأخرى في الكون المبكر، ما يمنحنا الكثير من الفرص المحتملة لمراقبة الجزيئات الوفيرة ولفهم أفضل لكيفية تأثير هذه العناصر التي تخلق الحياة، على تطور الكون المبكر”.
ويمكن أن يساعدنا العمل على تكوين الغيوم الجزيئية التي تتشكل منها النجوم على فهم أفضل لكمية الغاز الموجودة، ومعدل تحويله إلى نجوم، وعدد النجوم التي تشكلت في بدايات الكون.
وكان هذا وقتا لا يمكن وصف معدل تشكل النجوم فيه إلا بأنه ثوري – أكثر إنتاجية بآلاف المرات مما كان عليه في الآونة الأخيرة، بسبب الوفرة العالية للغبار والغاز التي يمكن أن تتكون منها النجوم.
ونشر البحث في مجلة Astrophysical .