Miliardy lat świetlnych stąd powstaje fluor. Składnik pasty do zębów odkryty z rekordowej odległości

Obserwacje przeprowadzone z wykorzystaniem interferometru radiowego ALMA doprowadziły do wykrycia najodleglejszych jak do tej pory pokładów fluoru. Wchodzi on w skład galaktyki NGP-190387 oddalonej o ponad 12 miliardów lat świetlnych od Ziemi.

Obraz tej galaktyki gwiazdotwórczej dotarł więc do nas po niezwykle długiej podróży, a astronomowie mają okazję, by przekonać się, jak wyglądał ten obszar zaledwie 1,4 mld lat po Wielkim Wybuchu. Poza tym, dokonane przez nich odkrycie dostarcza nowych poszlak w kontekście powstawania fluoru. Zdaniem badaczy za wytwarzanie większości tego pierwiastka wchodzącego w skład galaktyk mogą odpowiadać tzw. gwiazdy Wolfa-Rayeta.

Czytaj też: Astronomowie świętują Halloween. W roli głównej gwiazda węglowa CW Leonis

Fluorki są stosowane między innymi w produkcji past do zębów, a być może pamiętacie słynną fluoryzację ze szkoły. Związki te występują również w samych zębach i kościach. Jak wyjaśnia Maximilien Franco z Uniwersytetu Hertfordshire, podobnie jak większość otaczających nas pierwiastków, fluor powstaje wewnątrz gwiazd. Przez długi czas nie było natomiast jasne, w jakich okolicznościach zachodzi ten proces – astronomowie nie wiedzieli nawet, z którym typem gwiazd mógł być związany.

Fluor z galaktyki NPG-190387 występuje w postaci fluorowodoru

Zespół Franco wykrył fluor w postaci fluorowodoru w obłokach gazu tworzących galaktykę NGP-190387. Jej obraz jest tak odległy, że pochodzi z czasów, w których wszechświat miał zaledwie około 10% swojego obecnego wieku. Biorąc pod uwagę fakt, iż do powstawania takich pierwiastków dochodzi w rdzeniach gwiazd pod koniec ich istnienia, to wniosek jest dość prosty: gwiazdy odpowiedzialne za wytwarzanie fluoru musiały zakończyć swoje żywoty stosunkowo szybko.

Naturalnym kandydatem wydają się w tym przypadku gwiazdy Wolfa-Rayeta. Obiekty te osiągają duże masy, lecz okres ich istnienia może wynosić zaledwie kilka milionów lat. Dla porównania, wiek Słońca wynosi około 4,6 mld lat i nie zapowiada się, by jego śmierć nadeszła w najbliższej przyszłości. W przeszłości badacze doszukiwali się produkcji fluoru w tzw. gwiazdach AGB, jednak tego typu hipotezy miały poważne ograniczenie. Powstawanie gwiazd AGB wymaga zazwyczaj kilku miliardów lat, więc udział tych obiektów w wytwarzaniu fluoru zaobserwowanego z użyciem ALMA byłby niemożliwy.

Czytaj też: Galaktyka Andromedy odkrywa swoje tajemnice. Wiadomo, skąd nietypowy rozkład gwiazd

Odkrycie tego pierwiastka na terenie NGP-190387 jest jednym z pierwszych dokonanych poza granicami Drogi Mlecznej oraz sąsiadujących z nią galaktyk. W przeszłości naukowcom udawało się wykryć fluor w odległych kwazarach, czyli obiektach zasilanych przez supermasywne czarne dziury. Nowa detekcja jest natomiast najodleglejszą związaną z galaktyką wytwarzającą gwiazdy na początkowych etapach istnienia wszechświata – tuż po Wielkim Wybuchu. Co ciekawe, odkrycie było możliwe dzięki obecności masywnej galaktyki znajdującej się pomiędzy Ziemią a NGP-190387. Wzmocniła ona światło obserwowane przez zespół Franco do tego stopnia, że astronomowie byli w stanie dostrzec słabe promieniowanie emitowane przez fluor wchodzący w skład NGP-190387.