Eddig soha nem látott objektumokat találtak az ősi Világegyetemben

Az eddig ismert legtisztább, legérintetlenebb gázfelhőt fedezték fel a korai Világegyetemben. A különleges objektum abba az időszakba enged bepillantást, amikor már kigyúltak az első csillagok, de még nem változtatták meg a környező anyag összetételét.

Fantáziarajz egy kvazárról, és annak intenzív energiakibocsátásáról, amely a környező gázanyagot megvilágítja

Csak hidrogén és hélium - és sötét anyag - volt az ősi, a maitól teljesen eltérő Világegyetemben. A hidrogén protonjai az Ősrobbanás (Nagy Bumm) során keletkeztek, a hélium pedig közel három perccel a kezdő pillanat után született, amikor az egész Univerzum még egyetlen hatalmas csillagként működött. Sok millió évnek kellett eltelnie, mire ez a gázanyag felhőkké, majd azokban csillagokká tudott összeállni, és megindulhatott az anyagfejlődés a még bonyolultabb szerkezetek irányába. Az első csillagokban alakultak ki a hidrogénnél és héliumnál nehezebb elemek, a csillagászok szakkifejezésével élve a különféle fémek.

Egészen mostanáig minden csillagközi gázfelhőt vizsgálva találtak különféle fémeket, azaz nehezebb elemeket - a legősibb anyag tisztán sehol nem mutatkozott. A Science legfrissebb számában közli az első ilyen megfigyelést.

Xavier Prochaska (University of California, Santa Cruz) és kollégái egy távoli kvazár (ősi, aktív galaxismag) sugárzását vizsgálták, ennek színképében akadtak két ősi felhő nyomára a Keck-I távcsőre felszerelt HiRes detektorral. A kérdéses kvazár sugárzásának egy részét elnyelte két ősi felhő, így hagyott nyomot azok összetétele a kvazár színképében. A felhőben hidrogént és annak nehézizotóp-változatát, deutériumot találtak - mást azonban nem tudtak kimutatni. Hélium sem mutatkozott benne, ami a hidrogén és a deutérium mellett biztosan ott lehetett - de ez a nemesgáz a módszerrel nem mutatható ki.

"Kutatócsoportunk már régóta vizsgál ősi gázfelhőket, hogy a Világegyetem fejlődésével kapcsolatos különféle asztrofizikai kérdésekre választ kapjunk. A két felhő azonosítása nem volt meglepő, az előre tervezett égboltfelmérő távcsöves mérések során akadtunk rájuk. Ami meglepő volt, az a rendkívül fémszegény összetételük. Ez a két felhő eltért minden korábban észlelttől. Ennyire fémszegény színképet még sosem láttunk" - nyilatkozta a cikk egyik szerzője, John O'Meara e-mailben az [origo]-nak.

Korábban a Napban mérhető fémtartalomnak legalább egy ezredét mutató égitesteket találtak csak a csillagászok, ennél fémszegényebb objektumokat nem figyeltek meg. A most talált ősi felhők közel 2 milliárd évvel az Ősrobbanás után léteztek.

Fontos események a Világegyetem fejlődése során

A rekordnak számító megfigyelés érdekessége, hogy a két felhő a kozmológiai modellek pontosításában is segít. A gázanyag összetétele megegyezett azzal, amit a modellek alapján vártak a kutatók - igazolva a Világegyetem anyagfejlődéséről felállított elméletek helyességét.

"A legnehezebb a munkában az volt, hogy kevés adatból kellett extrapolálunk egy egész felhőre. A távoli kvazár fénye csak egy kis részén haladt át a gáztömegnek. Nem lehetett részletesen jellemezni az egész objektumot, ezért fontos szerep hárult a modellezésre. Sok különféle fémtartalmú felhőre kellett lefuttatni modellt, mire kiderült, hogy ezek melyike illeszthető a megfigyelésekhez. Több eltérő modell vezetett a rendkívül kis fémtartalomra, egymástól függetlenül, ezért bízunk az eredményben" - mondta O'Meara.

Lehet-e valamikor a jövőben esetleg még ennél is távolabbi és ősibb felhőt megfigyelni? A szakember szerint ez nagyon nehéz feladat. Ahogyan egyre messzebb tekintünk, egyre halványabbak a látott égitestek. A kvazárok rendkívül fényes objektumok, ezért vált lehetővé az észlelés a segítségükkel. "Ha esetleg az első kvazároknál is korábbi állapotban akarjuk a gázt megvizsgálni, másfajta sugárforrást kell keresni, ami átvilágít az esetleges felhőkön. Elvben talán voltak még ősibb galaxisok is, de azok a kvazároknál sokkal gyengébben sugározhattak, így egy ősi gázfelhő észrevétele még nehezebb lenne a segítségükkel" - mondta.