Αστρονόμοι χρησιμοποιώντας το φως μακρινής έκλαμψης ακτίνων γ, εξέτασαν την σύνθεση απομακρυσμένων γαλαξιών πολύ νεαρής ηλικίας, αποκαλύπτοντας πληθώρα βαρύτερων χημικών στοιχείων ακόμη και από τον Ήλιο. Οι γαλαξίες μπορεί να βρίσκονται σε φάση συγχώνευσης, μια διαδικασία που οδηγεί σε δημιουργία νέων άστρων και πιθανόν και σε εκλάμψεις ακτίνων γ.
Οι εκλάμψεις ακτίνων γ είναι οι πιο φωτεινές εκρήξεις στο Σύμπαν. Παρατηρούνται πρωτίστως από δορυφόρους, οι οποίοι καταγράφουν την αρχική στιγμιαία έκλαμψη. Όταν η θέση τους καταγραφεί με ακρίβεια, χρησιμοποιούνται μεγάλα επίγεια τηλεσκόπια, τα οποία παρατηρούν την συνέχεια της έκλαμψης στο ορατό και στο υπέρυθρο τμήμα του φάσματος τις επόμενες ώρες και ημέρες.
Μια τέτοια έκλαμψη ανιχνεύθηκε από το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων γ της NASA Fermi, κατόπιν παρατηρήθηκε στις ακτίνες Χ από τον δορυφόρο της NASA Swift και από το τηλεσκόπιο του ESO,MPG στο αστεροσκοπείο La Silla, και συγχρόνως μελετήθηκε λεπτομερώς με το τηλεσκόπιο VLT(Very Large Telescope) του ESO, μόλις μια μέρα μετά την ανίχνευση της.
Οι παρατηρήσεις του VLT έδειξαν ότι το φως της έκλαμψης διέσχισε πρώτα τον γαλαξία στον οποίο δημιουργήθηκε και έπειτα έναν ακόμη κοντινό γαλαξία. Οι δύο γαλαξίες, λόγω της μεγάλης απόστασης, εμφανίζονται όπως ήταν πριν 12 δισεκατομμύρια χρόνια.
“Όταν εξετάσαμε το φως της έκλαμψης, δεν γνωρίζαμε τι θα μπορούσαμε να ανακαλύψουμε. Ήταν έκπληξη το γεγονός ότι τα ψυχρά αέρια στους γαλαξίες εμφάνιζαν μια τόσο αναπάντεχη χημική σύνθεση” εξηγεί η Sandra Savaglio, συγγραφέας της μελέτης.
“Αυτοί οι γαλαξίες διαθέτουν περισσότερα βαρύτερα στοιχεία απ’ ό,τι άλλοι γαλαξίες σε αυτό το στάδιο της εξέλιξης του Σύμπαντος. Δεν περιμέναμε το Σύμπαν να είναι τόσο ώριμο, τόσο χημικά εξελιγμένο από τόσο νωρίς”
Καθώς το φως της έκλαμψης διαπέρασε τους γαλαξίες, τα αέρια τους λειτούργησαν σαν φίλτρα απορροφώντας ένα μέρος του σε ορισμένα μήκη κύματος. Αναλύοντας το φάσμα του φωτός της έκλαμψης, η ομάδα μπόρεσε να προσδιορίσει την σύνθεση των αερίων στους γαλαξίες και συγκεκριμένα να υπολογίσει το ποσοστό των βαρέων στοιχείων σε αυτά.
Σύμφωνα με όσα γνωρίζουμε, οι γαλαξίες στο πρώιμο Σύμπαν εμφανίζουν μικρό ποσοστό βαρέων στοιχείων (στοιχεία βαρύτερα από το υδρογόνο και το ήλιο, όπως οξυγόνο, άζωτο και άνθρακας) σε σχέση με μεταγενέστερους, όπως ο δικός μας Γαλαξίας. Τα βαρύτερα στοιχεία δημιουργούνται κατά την δημιουργία και τον θάνατο πολλών γενεών αστέρων εμπλουτίζοντας σταδιακά τα αέρια στους γαλαξίες.
Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν αυτά τα ποσοστά για να καθορίσουν σε ποιο σημείο της εξέλιξης του βρίσκεται ένας γαλαξίας. Ωστόσο τα νέα αποτελέσματα δείχνουν γαλαξίες πλούσιους με αυτά τα συστατικά μόλις δύο δισεκατομμύρια χρόνια μετά την Μεγάλη Έκρηξη, κάτι αδιανόητο μέχρι πρόσφατα.
Οι γαλαξίες που ανακαλύφθηκαν μέσω της έκλαμψης, πρέπει να σχημάτισαν νέα άστρα με τρομερό ρυθμό, έτσι ώστε να εμπλουτίστηκαν τα αέρια τους τόσο πολύ και τόσο γρήγορα. Λόγω της μικρής απόστασης μεταξύ τους, είναι πιθανόν να βρίσκονται σε φάση συγχώνευσης, μια διαδικασία που επίσης προκάλεσε σχηματισμό νέων άστρων. Υπάρχει και μια ακόμη πιθανότητα, οι εκλάμψεις ακτίνων γ να συσχετίζονται με τον σχηματισμό αστέρων με μεγάλη μάζα.
Η δημιουργία άστρων με τόσο μεγάλο ρυθμό στους γαλαξίες, πρέπει να έλαβε τέλος νωρίς στην ιστορία του Σύμπαντος. Δώδεκα δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα, στην σημερινή εποχή, τα απομεινάρια τέτοιων γαλαξιών θα περιέχουν μεγάλο αριθμό αστρικών υπολειμμάτων όπως μαύρες τρύπες και ψυχροί νάνοι, σχηματίζοντας έναν πληθυσμό “νεκρών γαλαξιών”. Η ανακάλυψη τέτοιων γαλαξιών, μιας σκιάς πλέον του πρότερου λαμπερού εαυτού τους, αποτελεί μια πρόκληση.
“Είμαστε πολύ τυχεροί που μελετήσαμε την έκλαμψη GRB 090323 όταν ήταν ακόμη αρκετά λαμπρή, και πραγματοποιήσαμε λεπτομερείς παρατηρήσεις με το VLT. Οι εκλάμψεις παραμένουν αρκούντως φωτεινές για πολύ μικρό χρονικό διάστημα και το ν' αντλήσεις χρήσιμα δεδομένα είναι πολύ δύσκολο. Ελπίζουμε να παρατηρήσουμε αυτούς τους γαλαξίες στο μέλλον, όταν θα έχουμε πιο ευαίσθητα όργανα. Θα αποτελούν ιδανικό στόχο για το μελλοντικό τηλεσκόπιο E-ELT” καταλήγει η Savaglio.
Οι εκλάμψεις ακτίνων γ είναι οι πιο φωτεινές εκρήξεις στο Σύμπαν. Παρατηρούνται πρωτίστως από δορυφόρους, οι οποίοι καταγράφουν την αρχική στιγμιαία έκλαμψη. Όταν η θέση τους καταγραφεί με ακρίβεια, χρησιμοποιούνται μεγάλα επίγεια τηλεσκόπια, τα οποία παρατηρούν την συνέχεια της έκλαμψης στο ορατό και στο υπέρυθρο τμήμα του φάσματος τις επόμενες ώρες και ημέρες.
Μια τέτοια έκλαμψη ανιχνεύθηκε από το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων γ της NASA Fermi, κατόπιν παρατηρήθηκε στις ακτίνες Χ από τον δορυφόρο της NASA Swift και από το τηλεσκόπιο του ESO,MPG στο αστεροσκοπείο La Silla, και συγχρόνως μελετήθηκε λεπτομερώς με το τηλεσκόπιο VLT(Very Large Telescope) του ESO, μόλις μια μέρα μετά την ανίχνευση της.
Οι παρατηρήσεις του VLT έδειξαν ότι το φως της έκλαμψης διέσχισε πρώτα τον γαλαξία στον οποίο δημιουργήθηκε και έπειτα έναν ακόμη κοντινό γαλαξία. Οι δύο γαλαξίες, λόγω της μεγάλης απόστασης, εμφανίζονται όπως ήταν πριν 12 δισεκατομμύρια χρόνια.
“Όταν εξετάσαμε το φως της έκλαμψης, δεν γνωρίζαμε τι θα μπορούσαμε να ανακαλύψουμε. Ήταν έκπληξη το γεγονός ότι τα ψυχρά αέρια στους γαλαξίες εμφάνιζαν μια τόσο αναπάντεχη χημική σύνθεση” εξηγεί η Sandra Savaglio, συγγραφέας της μελέτης.
“Αυτοί οι γαλαξίες διαθέτουν περισσότερα βαρύτερα στοιχεία απ’ ό,τι άλλοι γαλαξίες σε αυτό το στάδιο της εξέλιξης του Σύμπαντος. Δεν περιμέναμε το Σύμπαν να είναι τόσο ώριμο, τόσο χημικά εξελιγμένο από τόσο νωρίς”
Καθώς το φως της έκλαμψης διαπέρασε τους γαλαξίες, τα αέρια τους λειτούργησαν σαν φίλτρα απορροφώντας ένα μέρος του σε ορισμένα μήκη κύματος. Αναλύοντας το φάσμα του φωτός της έκλαμψης, η ομάδα μπόρεσε να προσδιορίσει την σύνθεση των αερίων στους γαλαξίες και συγκεκριμένα να υπολογίσει το ποσοστό των βαρέων στοιχείων σε αυτά.Σύμφωνα με όσα γνωρίζουμε, οι γαλαξίες στο πρώιμο Σύμπαν εμφανίζουν μικρό ποσοστό βαρέων στοιχείων (στοιχεία βαρύτερα από το υδρογόνο και το ήλιο, όπως οξυγόνο, άζωτο και άνθρακας) σε σχέση με μεταγενέστερους, όπως ο δικός μας Γαλαξίας. Τα βαρύτερα στοιχεία δημιουργούνται κατά την δημιουργία και τον θάνατο πολλών γενεών αστέρων εμπλουτίζοντας σταδιακά τα αέρια στους γαλαξίες.
Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν αυτά τα ποσοστά για να καθορίσουν σε ποιο σημείο της εξέλιξης του βρίσκεται ένας γαλαξίας. Ωστόσο τα νέα αποτελέσματα δείχνουν γαλαξίες πλούσιους με αυτά τα συστατικά μόλις δύο δισεκατομμύρια χρόνια μετά την Μεγάλη Έκρηξη, κάτι αδιανόητο μέχρι πρόσφατα.
Οι γαλαξίες που ανακαλύφθηκαν μέσω της έκλαμψης, πρέπει να σχημάτισαν νέα άστρα με τρομερό ρυθμό, έτσι ώστε να εμπλουτίστηκαν τα αέρια τους τόσο πολύ και τόσο γρήγορα. Λόγω της μικρής απόστασης μεταξύ τους, είναι πιθανόν να βρίσκονται σε φάση συγχώνευσης, μια διαδικασία που επίσης προκάλεσε σχηματισμό νέων άστρων. Υπάρχει και μια ακόμη πιθανότητα, οι εκλάμψεις ακτίνων γ να συσχετίζονται με τον σχηματισμό αστέρων με μεγάλη μάζα.
Η δημιουργία άστρων με τόσο μεγάλο ρυθμό στους γαλαξίες, πρέπει να έλαβε τέλος νωρίς στην ιστορία του Σύμπαντος. Δώδεκα δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα, στην σημερινή εποχή, τα απομεινάρια τέτοιων γαλαξιών θα περιέχουν μεγάλο αριθμό αστρικών υπολειμμάτων όπως μαύρες τρύπες και ψυχροί νάνοι, σχηματίζοντας έναν πληθυσμό “νεκρών γαλαξιών”. Η ανακάλυψη τέτοιων γαλαξιών, μιας σκιάς πλέον του πρότερου λαμπερού εαυτού τους, αποτελεί μια πρόκληση.
“Είμαστε πολύ τυχεροί που μελετήσαμε την έκλαμψη GRB 090323 όταν ήταν ακόμη αρκετά λαμπρή, και πραγματοποιήσαμε λεπτομερείς παρατηρήσεις με το VLT. Οι εκλάμψεις παραμένουν αρκούντως φωτεινές για πολύ μικρό χρονικό διάστημα και το ν' αντλήσεις χρήσιμα δεδομένα είναι πολύ δύσκολο. Ελπίζουμε να παρατηρήσουμε αυτούς τους γαλαξίες στο μέλλον, όταν θα έχουμε πιο ευαίσθητα όργανα. Θα αποτελούν ιδανικό στόχο για το μελλοντικό τηλεσκόπιο E-ELT” καταλήγει η Savaglio.
ESO / ΟΦΑ
www.ofa.gr
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου