Kosmologowie badający skład bardzo odległych galaktyk odkryli dwie galaktyki w młodym wszechświecie, które posiadają więcej ciężkich pierwiastków chemicznych niż Słońce. Międzynarodowy zespół, pracujący pod kierunkiem Instytutu Fizyki Pozaziemskiej im. Maxa Plancka w Niemczech, wykorzystał w badaniach krótkie, ale olśniewające światło odległych rozbłysków gamma. Zdaniem astronomów być może mamy tu do czynienia z fuzją dwóch galaktyk. Tego typu wydarzenia we wczesnym wszechświecie mogą pomóc w powstaniu nowych gwiazd i być zapalnikiem rozbłysków gamma.

Rozbłyski są związane z wyjątkowo dynamicznymi eksplozjami obserwowanymi w odległych galaktykach i są najjaśniejszymi wydarzeniami we wszechświecie. Astronomowie twierdzą, że zostały pierwotnie zidentyfikowane przez orbitujące obserwatoria, które wykrywają początkowe, krótkie rozbłyski gamma. Po ustaleniu ich pozycji, naukowcy przyglądają się im za pomocą dużych teleskopów naziemnych, potrafiących wykrywać światło widzialne i podczerwoną poświatę, jakie emitują rozbłyski przez wiele godzin lub nawet dni.

Bardzo Duży Teleskop (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego zapewnił zespołowi środki do badania rozbłysku o nazwie GRB 090323 dzień po eksplozji. Kosmiczny teleskop promieniowania gamma, Fermi, Narodowej Agencji Aeronautyki i Przestrzeni Powietrznej (NASA) jako pierwszy zidentyfikował ten rozbłysk, który następnie został dostrzeżony przez detektor rentgenowski satelity Swift NASA oraz przez system detektora optycznego/bliskiej podczerwieni rozbłysków gamma (GROND) zainstalowany na 2,2-metrowym teleskopie MPG/ESO w Chile.

Zdaniem naukowców jaskrawe światło rozbłysku przemierzyło dwie galaktyki: własną macierzystą i sąsiadującą. Widziany obraz obydwu galaktyk pochodzi sprzed około 12 mld lat i okazje do uchwycenia tak odległych galaktyk w oślepiającym świetle rozbłysku gamma są rzeczywiście rzadkością.

"Kiedy badaliśmy światło z tego rozbłysku gamma nie wiedzieliśmy, co możemy odkryć" - zauważa Sandra Savaglio z Instytutu Fizyki Pozaziemskiej im. Maxa Plancka. "Niespodzianką było to, że zimny gaz tych dwóch galaktyk we wczesnym wszechświecie okazał się mieć tak nieoczekiwany skład chemiczny. Galaktyki te posiadają więcej ciężkich pierwiastków niż kiedykolwiek zaobserwowano w galaktyce na tak wczesnym etapie ewolucji wszechświata. Nie spodziewaliśmy się tak wcześnie takiej dojrzałości i chemicznego ukształtowania wszechświata."

Słabe galaktyki nie byłyby widoczne, gdyby nie rozbłyski gamma. Kiedy światło z rozbłysku gamma przechodzi przez galaktyki, znajdujący się w nich gaz działa jak filtr i pochłania część światła z rozbłysku gamma na pewnych długościach fal.

Analiza "odcisków palców" poszczególnych pierwiastków chemicznych umożliwiła naukowcom ustalenie składu zimnego gazu tych odległych galaktyk. Ich zdaniem są one bardzo bogate w pierwiastki ciężkie.

Naukowcy przewidują również, że galaktyki w młodym wszechświecie będą zawierać mniejsze ilości cięższych pierwiastków w porównaniu do współczesnych galaktyk, takich jak Droga Mleczna. Zespół twierdzi, że wiele galaktyk obfitowało w ciężkie pierwiastki już po upływie niecałych 2 mld lat od Wielkiego Wybuchu.

Wyniki prac pokazują, że dwie młode galaktyki prawdopodobnie tworzą nowe gwiazdy w niezwykłym tempie, aby silnie i szybko wzbogacić zimny gaz. Połączenie obydwu galaktyk może uruchomić powstawanie gwiazd po kolizji chmur gazu. Odkrycia zespołu popierają teorię, według której rozbłyski gamma mogą być powiązane z powstawaniem energicznych, masywnych gwiazd.

"Mieliśmy dużo szczęścia, że oglądaliśmy GRB 090323, kiedy był jeszcze wystarczająco jasny, co umożliwiło niezwykle szczegółowe obserwacje za pomocą VLT" - zauważa dr Savaglio. "Rozbłyski gamma pozostają jasne przez bardzo krótki czas i pozyskanie dobrej jakości danych jest niezwykle trudne. Mamy nadzieję, że poobserwujemy te galaktyki w przyszłości, kiedy będziemy dysponować znacznie czulszymi instrumentami, gdyż byłyby doskonałym celem dla [Europejskiego 'Extremely Large Telescope' (E-ELT)]".

© Unia Europejska 2005 - 2011

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Na podstawie informacji z Instytutu Fizyki Pozaziemskiej im. Maxa Plancka.