Gammavillanások fémszegény galaxisokban

Egy új vizsgálat fényében elképzelhető, hogy hipernóva-robbanásokhoz kapcsolódó hosszú gammavillanások főleg a nehéz elemekben szegény galaxisokban jellemzőek.

Forrás: NASA / SkyWorks DigitalFantáziarajz egy hosszú gammavillanás kitörésének pillanatáról

A hosszú gamavillanások a jelenlegi elgondolások alapján extrém nagytömegű csillagok élete végén bekövetkező ún. hipernóva-robbanások alkalmával történnek. A nagytömegű és gyorsan forgó csillag összeroskadásakor a centrumban egy fekete lyuk keletkezik, és a felszabaduló energia egy része a csillag eredeti egyenlítői síkjára merőlegesen, két anyagsugár formájában repül ki. A jelenséget csak akkor vehetjük észre, ha a robbanáskor távozó két keskeny sugár egyike a Föld felé mutat.

Ugyanakkor szerencsétlen esetben mindez káros is lehet: ha a robbanás forrása viszonylag közel van hozzánk, "túl nagy" sugárdózist kaphat bolygónk, amely felperzseli a felszínt és elpusztítja az élőlények jelentős részét. Nem árt tehát megbecsülni, mekkora az esély egy ilyen katasztrófára saját galaxisunkban, a Tejútrendszerben - és a múltban mekkora valószínűséggel befolyásolhatták az ilyen közeli gammavillanások az élet fejlődését.

Krzysztof Stanek és Oleg Gnedin (Ohio State University) modelljei szerint komoly veszélyt a hozzánk néhány ezer, becslésük alapján kb. 3000 fényévnél közelebb bekövetkező hosszú gammavillanás jelent - ha annak sugárnyalábja a Föld felé mutat. Egy másik statisztikai felmérésük ugyanakkor arra utal, hogy a hosszú gammavillanások nem egyforma gyakorisággal fordulnak elő a különböző típusú és összetételű galaxisokban. Felmérésük alapján elsősorban a kisebb tömegű, kevés nehéz elemet tartalmazó galaxisokban jellemzők.

A Sloan Digital Sky Survey adatai alapján a hosszú gammavillanásokat kibocsátott galaxisok tömegét, csillagkeletkezési gyakoriságát, valamint fém-, azaz nehézelem-tartalmát vizsgálták a kutatók. Sajnos eddig csak négy hosszú gammavillanásnál sikerült a forrásgalaxist meghatározni. Ez nagyon kis minta, de az így nyert megoszlás jellegzetes volt.

Mindegyik jelenségre kistömegű, fémben szegény, de heves csillagkeletkezést mutató galaxisban került sor. Mindez arra utal, hogy a robbanást létrehozó extrém nagytömegű csillagok a csillagkeletkezés elején, még nehéz elemekben szegény anyagból születnek ott, ahol intenzív csillagkeletkezés zajlik. A Tejútrendszer átlagos fémtartalmánál (amely csak durván közelíthető) közel kétszer kisebb átlagos fémtartalmat mutató csillagvárosokban jelentek meg ilyen gammavillanások.

A fentiek további érdekes - de igen bizonytalan - következményekkel járnak. Egy nehéz elemekben szegény galaxisban ugyanis mai ismereteink alapján kisebb valószínűséggel keletkeznek bolygók, és különösen a Földhöz hasonló planéták lehetnek ritkák. A hosszú gammavillanást produkáló csillagvárosokban az ilyen kataklizmák sugárzása tehát kevesebb planétát ér - és esetleg kevesebb bolygón tudja elpusztítani az élőlényeket. Mindezek persze csak egy kezdeti fázisában járó felmérés első eredményei. Ha azonban a további adatok erősítik a megállapítást, nem kizárt, hogy a nagy számok törvénye alapján a hosszú gammavillanások kevésbé szólnak bele a fémekben, bolygókban, és talán bioszférákban gazdagabb galaxisok fejlődésébe.

Kereszturi Ákos