Fémben gazdag ősi galaxist találtak

Egy poros galaxist azonosítottak a távoli és fiatal Univerzumban. A halvány objektumot egy még távolabbi kvazár fénye világította át, amely lehetővé tette fémtartalmának meghatározását.

A jelenlegi kozmológiai elméletek szerint röviddel születése után az Univerzum kizárólag hidrogént, héliumot és nyomokban kevés lítiumot tartalmazott. A periódusos rendszer nehezebb elemei csak később, a csillagok belsejében zajló fúziós folyamatok, valamint a halálukat kísérő robbanások során épültek fel és szóródtak szét a világűrben. Ez a héliumra csak részben igaz, amely később a csillagok belsejében, illetve már az Ősrobbanás után 3-4 perccel zajló fúziós folyamatokban egyaránt keletkezett.

Megbecsülve a Világegyetem születése óta létrejött csillagok mennyiségét, kiszámolható hogy körülbelül mennyi hidrogénnél nehezebb elem keletkezhetett időközben - a csillagászatban ezeket együttesen fémeknek nevezik. Az Univerzum valódi fémtartalmát a megfigyelésekből is meg lehet becsülni, a távoli galaxisok, valamint Tejútrendszerünk csillagközi felhőnek vizsgálatával. Az utóbbi esetekben azonban az elméleti értékkel összevetve a várt fémtartalomnak csupán egytizedét "látjuk".

Az Európai Déli Obszervatórium (ESO) Kueyen óriástávcsövére szerelt UVES spektrográf segítségével azonban lehetőség nyílt egy távoli galaxis csillagközi anyagának részletes vizsgálatára. Az eredmények arra utalnak, hogy jelentős mennyiségű nehéz elem található benne, és ez így lehet más fiatal galaxisokban is.

A 8,2 méteres távcsőre szerelt műszerrel egy halvány, tőlünk 6,3 milliárd fényévre található galaxist vizsgáltak. A csillagváros fénye önmagában túl halvány ahhoz, hogy közvetlenül észlelni lehessen, így a csillagászok trükkhöz folyamodtak: a galaxis mögött található, jóval távolabbi, de fényes kvazár sugárzását használták "háttérvilágításként". A kilencmilliárd fényévre lévő, SDSS J1323-0021 jelű kvazár sugárzása áthalad az előtérgalaxison, amelynek egy részét eközben el is nyeli annak anyaga. Így a galaxis csillagközi anyagának összetétele a színképben megfigyelt elnyelési vonalak alapján megállapítható.

Az eredmények szerint az azonosított hidrogénfelhőben a nehezebbek elemek gyakorisága mintegy négyszerese a Napban tapasztalt értéknek - ez messze az eddigi legnagyobb fémtartalom, amelyet ilyen távoli objektumnál kimutattak. Mindezt a cink vonalai alapján állapították meg.

A távoli kvazár, a Föld, és a közöttük lévő galaxis helyzetének sematikus ábrázolása (fent), és a rögzített színkép részlete (lent) (kép: ESO)

A távoli galaxist fejlődésének egy korai szakaszában látjuk, amikor még anyagának jelentős része csillagközi felhők formájában volt jelen - eddigi csillagai mégis sok nehéz elemet gyártottak és szórtak szét. Korábban még nem nyílt alkalmunk ennyire fiatal galaxis gázanyagának ilyen részletes elemzésére, mert ezek az objektumok túl távoliak és halványak. Az eredmények szerint az eddig hiányzónak tekintett fémmennyiség valószínűleg a fiatal galaxisok olyan halvány csillagközi felhőiben található meg, amelyeket korábban nem sikerült részletesen tanulmányozni.

Csengeri Tímea