Air di Alam Semesta Mungkin Terbentuk Lebih Hampir kepada Letupan Besar Daripada Yang Disangkakan Sebelum Ini

Semua orang tahu terdapat air di alam semesta, tetapi anda mungkin terkejut apabila mengetahui bahawa ia muncul lebih awal daripada yang dijangkakan, terutamanya berhampiran Big Bang.

Bilakah kehidupan seperti yang kita ketahui pertama kali muncul di alam semesta?

Kami tidak tahu pasti, tetapi jawapannya berkait rapat dengan apabila air mula-mula muncul di alam semesta—dan simulasi baharu mencadangkan generasi pertama bintang yang membantu membentuk air pemberi kehidupan sedemikian datang hanya 100 juta hingga 200 juta tahun selepas Big Bang. Ini menolak anggaran sebelumnya sebanyak lebih daripada 500 juta tahun.

Penemuan menunjukkan bahawa jika sebahagian daripada air awal ini terselamat daripada huru-hara "panas" pembentukan galaksi awal, ia mungkin telah diserap ke dalam planet yang baru lahir, yang berpotensi membawa kepada dunia yang boleh dihuni dengan air yang banyak hanya beberapa ratus juta tahun selepas Letupan Besar. Semuanya ada kaitan dengan kisah bagaimana kehidupan mungkin bermula di alam semesta.

Pemerhatian sebelumnya dari Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) di Chile menunjukkan bahawa air wujud kira-kira 780 juta tahun selepas Big Bang, apabila alam semesta muda dipenuhi dengan hidrogen ringan dan helium bersama-sama dengan sejumlah kecil litium. Unsur-unsur ini membentuk generasi pertama bintang, yang dikenali oleh ahli astronomi sebagai bintang Populasi III, yang sangat besar-berpuluh-puluh atau bahkan ratusan kali jisim matahari kita-dan mempunyai jangka hayat yang besar sebelum mati sebagai supernova. Banyak unsur alam semesta yang lebih berat, termasuk oksigen, terbentuk di dalam bintang-bintang ini melalui tindak balas nuklear dan diedarkan ke angkasa lepas apabila ia mati, di mana ia kemudiannya digabungkan ke dalam generasi bintang seterusnya.

Untuk menentukan bila air mula-mula terbentuk di alam semesta, pasukan itu menggunakan model berangka untuk menjejaki kehidupan dua bintang generasi awal: satu 13 kali lebih besar daripada Matahari kita dan satu lagi 200 kali lebih besar. Bintang maya yang lebih kecil itu wujud selama 12.2 juta tahun sebelum mati dalam letupan supernova, melepaskan kira-kira 0.051 jisim suria (hampir 17,000 jisim Bumi) oksigen ke ruang sekeliling. Bintang simulasi yang lebih besar itu terbakar melalui bahan apinya selama hanya 2.6 juta tahun sebelum menemui penghujung letupannya, melepaskan 55 juta jisim suria (lebih daripada 18 juta jisim Bumi) ke angkasa.

Simulasi menunjukkan bahawa apabila gelombang kejutan daripada setiap supernova memancar ke luar, turun naik ketumpatan gelora mencipta riak yang menyebabkan sebahagian daripada gas terpeluwap menjadi gumpalan padat. Gumpalan sisa ini, diperkaya dengan logam termasuk oksigen yang dikeluarkan oleh supernova, berkemungkinan merupakan tapak utama untuk air terbentuk di seluruh alam semesta awal.

Terletak di bahagian awan yang lebih padat, air akan dilindungi daripada dimusnahkan oleh sinaran keras dari bintang-bintang berdekatan. Walau bagaimanapun, pasukan itu menganggap kes paling mudah di mana hanya satu bintang terbentuk dalam setiap kelompok, manakala simulasi teori mencadangkan sistem berbilang bintang adalah norma; Lebih separuh daripada bintang di langit mempunyai satu atau lebih bintang adik-beradik. Lebih banyak bintang berdekatan bermakna lebih padat, gugusan kaya air, tetapi juga lebih banyak sinaran.

Ini adalah soalan pertama yang cuba dijawab oleh saintis angkasa lepas, tetapi mereka memerlukan lebih ramai orang untuk mendalami topik ini dan menerokainya dengan lebih terperinci.