Rieth József: Anyagvilágom - Háttérismeret

Szűz gázfelhők a Világegyetem ősanyagából

TartalomjegyzékhezVilágképem <  Planck-időszak     

Csillagászoknak most először sikerült olyan gázfelhőkre bukkanni, amelyek még érintetlen állapotban őrzik a Világegyetemnek a Nagy Bumm utáni első percekben keletkezett anyagát. A gázfelhők anyagának összetétele megfelel a standard kozmológiai modellből adódó előrejelzéseknek, és megerősíti a kémiai elemek keletkezésére vonatkozó eddigi elképzeléseket.

A Világegyetem kialakulását modellező számítógépes szimulációkból vett pillanatképeken

hűvös gázáramlatok tartanak az éppen születő galaxisok felé.

A most felfedezett ősi gázfelhők ennek részei lehetnek

A Nagy Bummban csak a legkönnyebb elemek keletkeztek, túlnyomórészt hidrogén és részben hélium. Ezt követően néhány száz millió évnek kellett eltelnie, amíg az ősi gázfelhőknek a sűrűsödéseiből az első csillagok létrejöttek, majd ezekben magfúzióval a héliumnál nehezebb elemek is megtermelődtek (a csillagászok szóhasználata szerint ezek mind „fémek"). A csillagászok eddig bármerre néztek a Világegyetemben, mindenütt találtak több-kevesebb fémet.

„Minden erőfeszítésünk ellenére mindmostanáig nem sikerült olyan érintetlen anyagfelhőkre bukkannunk, amelyek a Világegyetem őseredeti anyagát őrizték volna. Ez az első eset, hogy olyan felhőket találtunk, amelyeknek anyagát a csillagokban termelt fémek még nem szennyezték be" — mondta J. Xavier Prochaska, a Kaliforniai Egyetem (Santa Cruz) csillagász- és asztrofizikus professzora, aki szerzőtársaival a Science-ben számolt be a felfedezésről.

„A fémek hiánya bizonyítja, hogy ezek a  felhők a Világegyetem legősibb anyagát őrzik, amelynek összetétele pontosan megegyezik a Nagy Bumm elmélet által jósolttal" — mondta Michele Fumagalli, Prochaska tanítványa, a cikk társszerzője. A kutatók távoli kvazárok fényét vizsgálták a hawaii W. M. Keck Obszervatórium Keck I távcsövének HIRES-spektrométerével. A színképben a kvazárok és a földi távcső közé eső anyagfelhők jellegzetes sötét elnyelési (abszorpciós) vonalakat hoznak létre, amelyek egyedi ujjlenyomatként jellemzik a közénk eső anyagfelhők öszzetételét. „Ennek alapján egyértelműen meghatározható a felhők anyagának kémiai összetétele" — magyarázta Fumagalli.

A gázfelhők anyagában a kutatók csak a hidrogén és annak nehéz izotópja, a deutérium abszorpciós vonalait találták meg, mondta Prochaska. „A vizsgált színképtartomány nem alkalmas a hélium kimutatására, így annak jeleit természetesen nem is láttuk, ám ugyanebben a tartományban erőteljesen kellett volna észlelnünk a szén, az oxigén és a szilícium jellegzetes elnyelési vonalait, amelyeknek viszont a nyomait sem találtuk" — mondta a professzor.

A mostani felfedezést megelőzően a legkisebb kimutatott fémgyakoriság a Nap fémkoncentrációjának ezredrésze volt. „Ezért többnyire úgy vélték, ennél kisebb koncentráció talán már nem is létezik a Világegyetemben, a csillagok termelte fémek ugyanis már annyira szétoszlottak, hogy mindent beszennyeztek" — mondta Fumagalli.

A mostani felfedezést megelőzően  kutatók a Nagy Bumm után keletkezett ős-anyag fémkoncentrációját a Napban mérhető érték legfeljebb tízezred részére becsülték.

A másik véglet a fémekben leggazdagabb gázfelhők koncentrációja, mely mintegy tízszerese a Napénak. „Ez a mostani megfigyelés az alsó határt szorította még közelebb az elméletileg jósolható nullához" — mondta Prochaska.

A gázfelhők tőlünk mért távolsága alapján koruk a Nagy Bumm utáni 2 milliárd évre, azaz csaknem 12 milliárd évvel ezelőttre tehető. A kozmológia standard modellje szerint a Világegyetem fejlődésének ebben a szakaszában már megkezdődött a legkorábbi galaxisok növekedése, amelyek hatalmas mennyiségű hideg gázfelhőt kezdtek magukba szívni. Ezeket a hűvös gázáramlásokat eddig nem sikerült megfigyelni. Fumagalli szerint a most felfedezett gázfelhők ennek részét képezhetik. További megfigyelések szükségesek azonban annak megállapításához, hogy ezek az anyagfelhők valóban kapcsolódnak-e galaxisokhoz.

TartalomjegyzékhezVilágképem <  Planck-időszak     

-------------------------------------------

Forrás: news.ucsc.edu/2011/11/pristine-gas.html --  ■ Élet és Tudomány ■ 2011/47 (1476. oldal)