2015.06.19. - Az első csillagokat tartalmazó nagyon fényes galaxist találtak

Az ESO VLT távcsőrendszerével felfedezett és Cristiano Ronaldoról elnevezett távoli galaxis háromszor fényesebb, mint az eddigi rekorder és valószínűleg univerzumunk legelső csillagaiból áll.

Az univerzum keletkezését és korai fejlődését tárgyaló elméletek már régóta foglalkoznak az első generációs, ún. III. populációs csillagok létezésével, amelyek még az Ősrobbanásban keletkezett ősi, csak hidrogénből, héliumból és nyomokban lítiumból álló anyagból jöttek létre. Az összes nehezebb elem, például az élet szempontjából kulcsfontosságú oxigén, nitrogén, szén és vas a csillagok nukleáris kohóiban keletkezett. Ez azt jelenti, hogy az első csillagok csak a már kezdetben is rendelkezésre álló kémiai elemekből alakultak ki. A Tejútrendszerben a korongban születő, nehéz elemekben eleve gazdag fiatalabb, Naphoz hasonló csillagok az I. populációsak, a galaktikus dudor és haló, illetve a gömbhalmazok öregebb, fémekben szegényebb csillagai a II. populációsak, így logikus, hogy a legelső, fémeket még szinte egyáltalán nem tartalmazó csillaggenerációt III. populációsnak nevezzük. Ezeknek hatalmasnak, több száz, esetleg ezer naptömegűeknek kellett lenniük, ezért ragyogó, ámde rövid, mindössze kétmillió évig tartó pályafutás után szupernóvaként fel is robbantak. A létezésük bizonyítását célzó kutatások eddig nem jártak sikerrel, mivel nehéz rájuk lelni egyrészt a nagyon rövid élettartam miatt, másrészt azért, mert az univerzum egészen fiatal korában kell keresni őket, amikor a világegyetem még sokkal kevésbé volt átlátszó saját fénye számára, mint ma.

David Sobral (University of Lisbon / Leiden Observatory) és munkatársai az ESO VLT távcsőegyüttesével most az ún. reionizáció koráig, az Ősrobbanás után körülbelül 800 millió évvel bekövetkezett eseményig pillantottak vissza, de ahelyett, hogy az égbolt egy kicsiny tartományát mérték fel volna ilyen mélységben, szélesítették a kört, hogy az eddigi legátfogóbb, nagyon távoli galaxisok vizsgálatát célzó felmérést hajtsák végre. A kutatás során a VLT-n kívül más nagytávcsöveket is segítségül hívtak, például a Keck és a Subaru teleszkópokat, illetve a Hubble-űrtávcsövet is. A csoport számos nagyon fiatal és meglepően fényes galaxist fedezett fel. Az egyik, CR7-nek elnevezett objektum különösen ritka, messze a legfényesebb galaxis, amelyet valaha is megfigyeltek az univerzum ilyen korú állapotában. A CR7 a "COSMOS Redshift 7" rövidítése, és a vöröseltolódáson keresztül valójában a galaxis távolságára utal: minél nagyobb a vöröseltolódás, annál messzebb van és annál korábbi állapotában figyelhetjük meg. A valaha észlelt legöregebb galaxisok egyike, az A1689-zD1 például 7,5-es vöröseltolódású. A CR7 a Szextáns csillagkép irányában elhelyezkedő, nagyon intenzíven tanulmányozott COSMOS mezőben van.

Fantáziarajz a CR7 jelű nagyon távoli és fényes galaxisról, amely nagy valószínűséggel számos első generációs csillagot is tartalmaz.
[ESO/M. Kornmesser]

A CR7 és más fényes galaxisok felfedezésével a projekt tulajdonképpen már elérte célját, a további vizsgálatok azonban újabb izgalmas újdonságokat tártak fel. A VLT X-shooter és SINFONI műszerei ionizált hélium erős emisszióját rögzítették a CR7-ben, nem lelték azonban semmilyen nehezebb elem nyomát a galaxis egy fényes régiójában. Ez viszont azt jelenti, hogy a csoportnak elsőként sikerült komoly bizonyítékot találnia III. populációs csillagok halmazának létezésére. A CR7 háromszor fényesebb az ultraibolya tartományban, mint a korábbi rekorder, energiakibocsátásának nagy része az ultraibolya és a látható tartományba esik. A CR7-en belül kékes és némileg vörösebb csillaghalmazokat is találtak, ami azt jelzi, hogy a III. populációs csillagok kialakulása hullámokban történt, ahogyan azt az elméletek jósolják is. A csoport az utolsó hullám csillagait észlelte közvetlenül, azaz úgy tűnik, ezeket a csillagokat a korábban gondoltnál könnyebb megtalálni: a fényesebb galaxisok normál csillagai között is megtalálhatók, nem csak a legkorábbi, legkisebb és leghalványabb galaxisokban, amelyeket tényleg nagyon nehéz tanulmányozni.

A kutatók további észleléseket terveznek a VLT-vel, az ALMA antennarendszerrel és a Hubble-űrtávcsővel, hogy minden kétséget kizáróan bebizonyítsák, valóban III. populációs csillagokról van szó, illetve újabb példákat is találjanak.

Mivel David Sobral focirajongó és nagy kedvelője Cristiano Ronaldonak, nem is tagadja, hogy a CR7 elnevezés nem véletlen, azzal a 7-es számmal játszó kedvenc labdarúgója előtt is tisztelegni akart, akinek a CR7 védjegye is.

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

Forrás:

• eso1524 - Science Release