2013.08.23. - Ősi galaxist világított meg egy gammakitörés

Mindössze egymilliárd éves volt az Univerzum, mikor a kitörés megtörtént, melynek fénye arról is hírt hozott, hogy akkoriban még egy nagyságrenddel kevesebb volt a lítiumnál nehezebb elemekből, mint manapság.

2013. június 6-án, mindössze három nappal a kilonóva után villant fel a GRB 130606A jelű gammakitörés, melyet két földi óriástávcső is gyorsan elkapott. A Swift műhold riasztása után kevesebb, mint nyolc órával a 6,5 méteres MMT távcső, 13 óra múlva pedig a 8 méteres északi Gemini távcső is felvette a kitörés utófényének színképét. A gyors reakcióknak köszönhetően igen részletes adatokkal lettünk gazdagabbak.

A megfigyelésekhez a legnagyobb teleszkópok, mint a Mauna Kea-n működő északi Gemini távcső gyors reagálására volt szükség.
[Gemini Observatory/AURA]

A színképek alapján a gammakitörés vöröseltolódása z=5,91, vagyis 12,7 milliárd fényévet utazott a fénye, mire hozzánk elért. Ilyen távolságokból eddig csak kvazárok színképét lehetett kellő részletességgel rögzíteni, ez az első eset, hogy a korai Univerzumban található galaxisokról más fajta égitestek is hírt hoznak. A GRB 130606A egy hosszú gammakitörés volt, vagyis egy óriáscsillag pusztulása hozta létre. A csillag halála pont abban az időszakban történt, mikor az addig sötét Világegyetemben megjelentek az első csillagok és kvazárok, és fényük az Univerzumot kitöltő semleges hidrogént újra ionizálta. Bár az eredmények kissé bizonytalanok, a kitörés valamikor a reionizációs korszak legvégén történhetett, és a távoli galaxis környezetében a semleges hidrogén már csak a 0-11% közötti részarányt érte el az ionizálthoz képest.

De nem csak a galaxisok közti űr anyagáról hozott információt a gammakitörés fénye, hanem magáról az egyébként láthatatlan gazdagalaxisról is. Ahogy a sugárzás áthaladt a csillagközi anyagon, az abban található elemek is elnyelési sávokat hoztak létre a színképben. A kutatók azt találták, hogy a Naprendszer összetételéhez képest a távoli galaxisban mindössze egy tizede volt a lítiumnál nehezebb elemek aránya. A Világegyetem keletkezésekor ugyanis csak a hidrogén, hélium, illetve nagyon kevés lítium jött létre, az összes többi elemet a csillagoknak kellett legyártani, vagyis ezek csak fokozatosan dúsultak fel. Bár 12,7 milliárd évvel ezelőtt már talán létrejöhettek kőzetbolygók, az élet keletkezéséhez még nem voltak megfelelőek a körülmények.

Mielőtt a Földre érne, a gammakitörés fénye először még áthalad a gazdagalaxisban, illetve a galaxisok közti űrben található gázon is, melyek elnyelési vonalai a színképében is megjelennek.
[Gemini Observatory/AURA, Lynette Cook]

A csillag halálakor a Világegyetem még csak készülődött az élet megjelenésére. Azt még nem tartalmazta, de már gyártotta a hozzá szükséges kémiai elemeket, mondta el Ryan Chornock (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics). A kutatók bíznak benne, hogy a következő generációs óriástávcsövek, mint a Giant Magellan Telescope elkészültével a még távolabbi gammakitörések színképét is részletesen meg tudják majd figyelni.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• Harvard-Smithsonian CfA PR 2013-22