Árpád
-2 °C
4 °C

Évmilliárdokkal régebbi a csillagközi vas

2017.07.05. 11:06

Egy nemzetközi kutatócsoport most bemutatott eredményei szerint a galaxishalmazokat alkotó galaxisok közötti térséget kitöltő ritka anyagban azonos a vas előfordulási gyakorisága, függetlenül a galaxishalmaz össztömegétől. A kutatók ebből arra következtetnek, hogy a galaxisok közti térség anyaga már azelőtt feldúsult a nehezebb elemekben, mielőtt maguk a galaxishalmazok kialakultak nagyjából tízmilliárd éve. A hamarosan megjelenő cikk szerzői között egy magyar kutató is szerepel: Werner Norbert, az MTA-ELTE Lendület Forró Univerzum Kutatócsoport vezetője.

A galaxisok közti térben található anyag összmennyisége egy-egy galaxishalmazban a Nap tömegének billiószorosát (azaz milliószor millió naptömeget) is elérheti. Ennek az intergalaktikus anyagnak a sűrűsége azonban hihetetlenül kicsiny, hiszen galaxisok közötti térség hatalmas.

A galaxishalmaz nagy össztömege nem engedi, hogy a benne levő anyag elszökhessen a rendszerből az idők folyamán. Ezért egy galaxishalmaz vizsgálatából meg lehet állapítani, miként változott benne a csillagkeletkezés folyamata az időben, sok halmaz tanulmányozásából pedig a kozmikus atommag-keletkezés és az univerzum kémiai fejlődésének történetére is következtetni lehet.

Azonban a galaxisok közti anyag vizsgálata, de még a kimutatása sem egyszerű. Ez a rendkívül kis sűrűségű gáz – pontosabban plazma – igen magas hőmérsékletű, a benne található sokszorosan ionizált elemek atomjai pedig a röntgentartományban sugároznak, ezért a Földön kívül működő csillagászati röntgenszondák műszereivel lehet egyáltalán tanulmányozni a ritka közeget.

Az ELTE Fizikai Intézetében működő Lendület Forró Univerzum Kutatócsoport Werner Norbert vezetésével nagy felbontású röntgenspektrumokat és egyéb megfigyelési adatokat használ a galaxisok közötti teret kitöltő anyag tulajdonságainak vizsgálatára. Ezek megismerése kulcsszerepet játszik annak megértésében, hogyan válhatott a világegyetem olyanná, amilyennek ma észleljük.

A kutatócsoport korábban a japán Suzaku röntgenszonda egyik kulcsprojektje keretében vizsgálta a Perseus-halmaz galaxisok közti anyagát. A halmaz központjától kifelé nyolc irányban végeztek méréseket a szondán elhelyezett röntgenspektrométerrel. A műszer több mint egymillió másodpercig gyűjtötte a galaxishalmaz felől érkező röntgensugárzást. Az eredmény meglepő volt: a központi rész kivételével (ahol a vas ionjainak előfordulási gyakorisága viszonylag nagy volt) a vas ionjainak egyenletes eloszlása tapasztalható sugárirányban kifelé haladva, de körbehaladva a halmaz középpontjából húzott sugarak mentén is.

Az eredmény azt a meglepő tényt sugallja, hogy a vasatomokban való feldúsulás nagyon régen következett be, akkor, amikor maga a galaxishalmaz még ki sem alakult, csak egyedi csillagok voltak jelen igen nagy számban, és az azok életútja végén bekövetkezett szupernóvarobbanások szennyezték be a tartományt vassal. A Perseus-galaxishalmaz nagyjából 10 milliárd éves, tehát a benne levő intergalaktikus anyag viselkedése tízmilliárd évnél régebbi állapotról nyújt hasznos és érdekes információkat.

A most bemutatott kutatásban egy nemzetközi kutatócsoport arra kereste a választ, hogy a jelenség mennyire tekinthető általánosnak. Ehhez a Suzaku szonda méréseinek archívumából tíz másik galaxishalmazra vonatkozó adatokat gyűjtöttek ki.

A munka végeredményeként az derült ki, hogy a Perseus-galaxishalmaz területére kapott homogén vaseloszlás nem egyedi kivétel, hanem ez az általános viselkedés a galaxishalmazok esetében. A vasban (és más fémekben) viszonylag gazdag központi térségen kívül a vasionok gyakorisága állandó, ráadásul nagyjából azonos valamennyi galaxishalmazra, függetlenül annak tömegétől. Ugyancsak nem tapasztalható összefüggés a vas gyakorisága és az intergalaktikus anyagra jellemző hőmérséklet között.

Ez az eredmény megerősíti és általánossá teszi annak a korábbi felismerésnek az érvényességét, amely szerint a vas feldúsulása az intergalaktikus közegben több mint tízmilliárd évvel ezelőtt következett be, amikor maguk a galaxishalmazok még ki sem alakultak, de csillagok már léteztek, méghozzá igen nagy számban, és nagyon nagy lehetett a csillagkeletkezés üteme.

Köszönjük, hogy minket olvasol minden nap!

Ha szeretnél még sokáig sok ilyen, vagy még jobb cikket olvasni az Indexen, ha szeretnéd, ha még lenne független, nagy elérésű sajtó Magyarországon, amit vidéken és a határon túl is olvasnak, akkor támogasd az Indexet!

Tudj meg többet az Index támogatói kampányáról!

Milyen rendszerességgel szeretnél támogatni minket?

Mekkora összeget tudsz erre szánni?

Mekkora összeget tudsz erre szánni?