2011.11.15. - Az Ősrobbanáskor keletkezett gáz nyomait azonosították

Amerikai kutatók egy távoli kvazár színképében olyan ősi hidrogénfelhők nyomaira bukkantak, melyek anyaga rögtön a Big Bang után keletkezett és soha nem vett részt csillagkeletkezési folyamatban.

A Big Bang elmélete szerint az Ősrobbanáskor csak a legkönnyebb elemek, jelesül a hidrogén és a hélium jöttek létre, az összes többi kémiai elem néhány száz millió évvel később, az első és azt követő csillaggenerációk termonukleáris kohóiban kezdett szintetizálódni. Amerikai kutatók ennek az ősi hidrogénnek a nyomára bukkantak az SDSS J113418.96+574204.6 katalógusjelű távoli kvazár színképében, melyet a 10 méteres Keck I teleszkóp HIRES spektrométerével rögzítettek. A kvazár spektrumában két, az Ősrobbanás utáni két milliárd éves állapotú gázfelhő által okozott abszorpciós szerkezeteket azonosítottak, ezek alapján a felhők csak olyan hidrogénből és annak izotópjából, deutériumból állnak, ami mindössze néhány másodperccel a Világegyetem születése után jött létre. Michele Fumagalli (University of California, Santa Cruz), a kutatás vezetője szerint ez az első eset, hogy az ősi gáznak ez elmélet által jósolt egyszerű kémiai összetételét megfigyeléssel is sikerült alátámasztani.

Fumagalli szerint ugyanakkor meglepő, hogy még az Ősrobbanás után két milliárd évvel is léteztek olyan "tiszta" gázfelhők, melyek csak a legegyszerűbb, az Univerzum születésekor létrejött kémiai elemekből állnak. A mostani felfedezést megelőzően a legkisebb mért fémtartalom - a hidrogénnél és héliumnál nehezebb elemek aránya egy objektumban e kettőhöz képest - a Napban tapasztalhatónak egy ezrede volt. Ez alapján kezdték azt gondolni, hogy ez a fémességnek egy abszolút minimuma, ennél kisebb fémtartalom semmilyen kozmikus struktúrában nem fordulhat elő. A most azonosított gázfelhők fémessége azonban még ennek a csekély értéknek is csak a tizede, és elképzelhető, hogy ezek az objektumok az ún. hideg áramlásokkal (cold flows) is kapcsolatban vannak.

A most felfedezett két ősi gázfelhő talán annak a filamentstruktúrának része, ami az elmélet szerint a csillagkeletkezés anyagutánpótlását biztosítja a galaxisoknak. Az ábra ennek a szerkezetnek számítógépes szimulációval nyert képét mutatja.
[Ceverino, Dekel & Primack]

A galaxisok kialakulására és fejlődésére vonatkozó mai elképzelések szerint ezeknek folyamatosan anyagutánpótlásra van szükségük a csillagkeletkezési folyamatok fenntartásához. A modern elméletek és számítógépes szimulációk alapján ez az akkréció a galaxisokat behálózó, hideg gázból álló szálak - filamentek - mentén történik, melyek még nem dúsultak fel nehéz elemekben. Az elméletnek még nem született direkt észlelési megerősítése, Fumagalli szerint azonban az általuk felfedezett felhők összetétele nagyon hasonlít ahhoz, amit ezekre a hideg áramlásokra jósolnak. Igaz ugyanakkor az is, hogy semmit nem tudnak még arról, a felhők vajon üres régiókban találhatók-e, vagy valóban galaxisok szomszédságában a filamentek részeként, ennek megválaszolására felvételeket és további színképeket kell rögzíteni az adott égboltterületről.

Az eredményeket részletező szakcikk a Science magazin online kiadásában jelent meg.

Forrás:

• Astronomy Now Online 2011.11.10.