Een molecuul dat wordt gevonden in uitlaatgassen van automotoren en waarvan wordt gedacht dat het heeft bijgedragen aan het ontstaan ​​van het leven op aarde, heeft ertoe geleid dat astronomen de hoeveelheid sterren die zich in het vroege heelal vormden, zwaar hebben onderschat. een universiteit van Californië, Riverside-geleide studie heeft gevonden.

Dat molecuul wordt polycyclische aromatische koolwaterstof (PAK) genoemd. Op aarde wordt het ook gevonden in steenkool en teer. In de ruimte, het is een bestanddeel van stof, die samen met gas, vult de ruimte tussen sterren in sterrenstelsels.

De studie, die zojuist is gepubliceerd in de Astrofysisch tijdschrift , is de eerste keer dat astronomen variaties van PAK-emissies in verre sterrenstelsels met verschillende eigenschappen hebben kunnen meten. Het heeft belangrijke implicaties voor de studies van verre sterrenstelsels, omdat absorptie en emissie van energie door stofdeeltjes de kijk van astronomen op verre sterrenstelsels kan veranderen.

"Ondanks de alomtegenwoordigheid van PAK's in de ruimte, het observeren ervan in verre sterrenstelsels was een uitdagende taak, " zei Irene Shivaei, een afgestudeerde student aan UC Riverside, en leider van de studie. "Een aanzienlijk deel van onze kennis van de eigenschappen en hoeveelheden PAK's in andere sterrenstelsels is beperkt tot het nabijgelegen heelal."

Het onderzoek werd uitgevoerd als onderdeel van de MOSDEF-enquête van de Universiteit van Californië, een onderzoek waarbij de Keck-telescoop op Hawaï wordt gebruikt om de inhoud van ongeveer 1 te observeren 500 sterrenstelsels toen het heelal 1,5 tot 4,5 miljard jaar oud was. De onderzoekers observeerden de uitgezonden zichtbaar-lichtspectra van een grote en representatieve steekproef van sterrenstelsels tijdens het piektijdperk van stervormingsactiviteit in het universum.

In aanvulling, de onderzoekers gebruikten infraroodbeeldgegevens van de NASA Spitzer Space Telescope en het door de European Space Agency bediende Herschel Space Observatory om de emissie van polycyclische aromatische koolwaterstoffen in mid-infrarode banden en de emissie van thermische stof in ver-infrarode golflengten te traceren.

De onderzoekers concludeerden dat de emissie van polycyclische aromatische koolwaterstofmoleculen wordt onderdrukt in sterrenstelsels met een lage massa, die ook een lager aandeel metalen bevatten, die atomen zwaarder zijn dan waterstof en helium. Deze resultaten geven aan dat de polycyclische aromatische koolwaterstofmoleculen waarschijnlijk zullen worden vernietigd in de vijandige omgeving van lichte en metaalarme sterrenstelsels met intense straling.

De onderzoekers ontdekten ook dat de emissie van polycyclische aromatische koolwaterstoffen relatief zwakker is in jonge sterrenstelsels in vergelijking met oudere, wat te wijten kan zijn aan het feit dat polycyclische aromatische koolwaterstofmoleculen niet in grote hoeveelheden worden geproduceerd in jonge sterrenstelsels.

Ze ontdekten dat de stervormingsactiviteit en infrarode helderheid in het universum 10 miljard jaar geleden ongeveer 30 procent hoger is dan eerder gemeten.

Het bestuderen van de eigenschappen van de midden-infrarode emissiebanden van polycyclische aromatische koolwaterstoffen in het verre heelal is van fundamenteel belang voor het verbeteren van ons begrip van de evolutie van stof en chemische verrijking in sterrenstelsels gedurende de kosmische tijd. De geplande lancering van de James Webb Space Telescope in 2018 zal de grenzen verleggen van onze kennis over stof en polycyclische aromatische koolwaterstoffen in het vroege heelal.

De Astrofysisch tijdschrift paper heet "The MOSDEF Survey:Metallicity Dependence of PAH Emission at High Redshift and Implications for 24 μm Inferred IR Luminosities and Star Formation Rates at z 2."