Bright Space Explosion afslører overraskende ingredienser i galakser

Denne kunstners indtryk viser to galakser i det tidlige univers. Den strålende eksplosion til venstre er en gammastråling.

Denne kunstners indtryk viser to galakser i det tidlige univers. Den strålende eksplosion til venstre er en gammastråling. Lyset fra udbruddet bevæger sig gennem begge galakser på vej til Jorden (uden for rammen til højre). (Billedkredit: ESO / L. Calçada)



En super-lys rumeksplosion har afsløret et overraskende kig på ingredienserne i to gamle galakser gennemboret af den kraftige lysstråle, der udsendes af den kosmiske brand, siger forskere.



En international gruppe astronomer studerede det korte, men strålende lys fra et fjernt gammastråleudbrud, da det passerede gennem sin egen værtsgalakse og en anden galakse i nærheden. Ved hjælp af observationer fra European Southern Observatory's (ESO's) Very Large Telescope ved Paranal Observatory i Chile fandt forskerne, at disse to galakser - som dannede sig, da universet var relativt unge - er rigere på tungere kemiske elementer end solen.

Opdagelsen tyder på, at de to galakser er mere kemisk modne end astronomer, selvom det endda var muligt for galakser, der dannede sig under et så ungt stadie af universets udvikling.



'Da vi studerede lyset fra dette gammastråleudbrud, vidste vi ikke, hvad vi kunne finde,' siger undersøgelsens hovedforfatter Sandra Savaglio fra Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics i Garching, Tyskland, i en erklæring. 'Det var en overraskelse, at den kølige gas i disse to galakser i det tidlige univers viste sig at have en så uventet kemisk sammensætning. Disse galakser har flere tunge grundstoffer end nogensinde er set i en galakse så tidligt i universets udvikling. Vi forventede ikke, at universet ville være så modent, så kemisk udviklet, så tidligt. ' [ Galleri: Universets historie og struktur (Infographics) ]

Gamma-ray bursts, som er de lyseste og mest kraftfulde eksplosioner i universet, varsler typisk ødelæggelsen af ​​en massiv stjerne. Disse eksplosioner er, mens de er intense, korte og varer normalt ikke mere end et par timer, har forskere sagt.

Burst af lys



Gamma-ray bursts ses først ved at kredse rumobservatorier, der registrerer det første korte burst af gammastråler. Når placeringen af ​​disse bursts er blevet bestemt, bruges jordbaserede teleskoper til at studere de udsendte efterglødninger i synligt lys og infrarøde bølgelængder i løbet af de efterfølgende timer og dage.

Et udbrud, officielt kaldet GRB 090323, blev først opdaget af NASAs Fermi Gamma-ray rumteleskop. Kort tid efter blev det også opdaget af røntgeninstrumenter på NASAs Swift-satellit og af gammastrålesprængningsdetektoren på MPG/ESO 2,2-meters teleskop på La Silla-observatoriet i Chile.

Udbruddet blev derefter undersøgt meget detaljeret ved hjælp af ESOs Very Large Telescope kun en dag efter at det eksploderede. Disse observationer viste, at lyset fra gammastrålingen briste igennem to meget fjerne galakser-så fjernt, at de ses som for omkring 12 milliarder år siden eller 1,8 milliarder år efter Big Bang. Sådanne galakser i det tidlige univers er meget sjældent fanget i blændingen af ​​et gammastråleudbrud, sagde forskerne.



Efterhånden som lyset fra gammastråleudbrud passerede gennem galakserne, virkede gas i galakserne som et filter og absorberede noget af lyset ved bestemte bølgelængder. Uden gammastrålesprængningen ville disse svage og fjerne galakser være usynlige, sagde ESO-embedsmænd.

Da lyset blev absorberet, analyserede astronomerne omhyggeligt tegnene på forskellige kemiske elementer og var i stand til at dechiffrere sammensætningen af ​​den kølige gas i disse fjerne galakser. Forskerne fandt ud af, at disse to galakser var overraskende rige på tunge elementer.

Overraskende fund

Astronomer troede tidligere, at galakser i de tidlige stadier af universets evolution ville indeholde mindre mængder af tungere grundstoffer sammenlignet med galakser på nuværende tidspunkt, f.eks. Vores egen Mælkevej. Tungere elementer produceres i hele levetiden for generationer af stjerner, hvis fødsel og død beriger gassen i galakserne.

Materiale produceret af Big Bang, som er den mest almindeligt accepterede teori for hvordan universet opstod for cirka 13,7 milliarder år siden, var næsten udelukkende hydrogen og helium. De fleste tungere elementer, såsom ilt, nitrogen og kulstof, blev senere produceret ved reaktioner inde i stjerner, der derefter injiceres tilbage i gassen i galakser, da disse stjerner dør, forklarede forskerne. Som et resultat forventer astronomer, at tungere grundstoffer bliver mere rigelige i galakser, når universet ældes.

Astronomer ser ofte på galaksernes kemiske modenhed for at angive, hvor langt de er i deres liv. Men disse nye observationer ser ud til at afsløre noget, der tidligere var utænkeligt: ​​at nogle galakser allerede var rige på tunge elementer mindre end to milliarder år efter Big Bang. [ Big Bang til nu i 10 lette trin ]

Ifølge undersøgelsens forskere må det nyopdagede par unge galakser danne nye stjerner med en enorm hastighed, hvilket kunne forklare, hvordan galaksernes kølige gas blev beriget med tungere kemikalier så hurtigt.

Da de to galakser er placeret i nærheden af ​​hinanden, kan de også være i færd med at fusionere, hvilket ville udløse dannelsen af ​​nye stjerner, når gasskyerne kolliderer, sagde ESO -embedsmænd.

Fang en heldig pause

Desuden understøtter resultaterne af den nye undersøgelse ideen om, at gammastrålesprængninger kan være forbundet med kraftig og udbredt stjernedannelse. En sådan energisk stjernedannelse i disse typer galakser kan have været stoppet tidligt i universets historie.

Tolv milliarder år senere, på nuværende tidspunkt, ville resterne af sådanne galakser sandsynligvis indeholde et stort antal sorte huller, kølige dværgstjerner og andre stjernester. Disse 'døde galakser' ville være svære at opdage i dag, fordi deres udsendte lys sandsynligvis ville være meget mere svagt i forhold til deres mere strålende unge, sagde forskerne.

'Vi var meget heldige at observere GRB 090323, da det stadig var tilstrækkeligt lyst, så det var muligt at opnå spektakulært detaljerede observationer med VLT,' sagde Savaglio. 'Gamma-ray bursts forbliver kun lyse i meget kort tid, og det er meget svært at få data af god kvalitet.'

Forskerne håber at kunne observere disse galakser igen med mere følsomme instrumenter på fremtidige teleskoper, såsom det planlagte Europæisk ekstremt stort teleskop (E-ELT), sagde Savaglio. E-ELT, der bygges på Cerro Armazones-bjerget i den centrale del af Chiles Atacama-ørken, bliver regnet som verdens største teleskop.

Følg demokratija.eu for det seneste inden for rumforskning og efterforskningsnyheder på Twitter @Spacedotcom og på Facebook .