Élő kövület a Tejútrendszer szomszédságában

1072

Mi a közös a bojtosúszós halban és a Segue-1 törpegalaxisban? Mindkettő nagyon hosszú időn át szinte változatlan formában maradt fenn, csak az egyik a biológusok, a másik a csillagászok számára szolgál tanulságokkal.

A Segue-1 az egyik legkisebb galaxis, amit csak ismerünk: egy pár tucat fényév méretű objektum a Tejútrendszer szomszédságában, amelyet mindössze ezer csillag és rengeteg sötét anyag alkot. Egy új vizsgálat eredménye szerint a benne található csillagok szinte kizárólag hidrogénből és héliumból állnak, ami arra utal, hogy a galaxis a kialakulása után alig fejlődött tovább, és megőrizte eredeti összetételét. A Segue-1, a maga 13 milliárd év körüli korával alighanem a legősibb olyan galaxis az égen, amelyet részletes vizsgálatoknak vethetünk alá.

20140424_segue-1_kep1
A Segue-1 galaxis. Balra: a tejútbeli csillagok között szinte felismerhetetlen. Jobbra: a legfényesebb 24 csillag, amely a törpegalaxis része. Forrás: SDSS/M. Geha.

Három amerikai kutató, Anna Frebel (Massachusetts Institute of Technology, Cambrigde), Joshua Simon (Carnegie Mellon University, Pasadena) és Evan Kirby (University of California, Irvine) a Segue-1-ben található vörös óriások kémiai összetételét vizsgálta meg a 6,5 m-es Magellan Clay távcső spektrográfja segítségével. Mivel a galaxis nagyon kicsi, mindössze hét óriáscsillagot azonosítottak. A várakozásoknak megfelelően mindegyik csillag nagyon fémszegénynek mutatkozott. (A csillagászatban minden elemet, amely nehezebb a hidrogénnél és a héliumnál, összefoglalóan fémnek neveznek.) De nem minden elemből találtak ugyanannyit a csillagokban. A Tejútrendszer csillagaira jellemző arányokhoz képest a magnézium, kalcium, titán és szilícium még a kevéske vashoz és szénhez mérve is hiányt mutat.

A különbség okai a Világegyetem fejlődésében rejlenek. Az Univerzum legelső csillagai lényegében csak hidrogénből és héliumból álló, hatalmas óriáscsillagok voltak. Ezek rövid életük végén II-es típusú szupernóvaként felrobbantak, és szétszórták a születő galaxisokban az első nehéz elemeket, mint a szenet és vasat. A csillagok második generációja már ezeket az összetevőket is tartalmazta. Egy sor további elem, mint a magnézium és kalcium, azonban kicsit más módon keletkeznek. Ezeket a sokkal hosszabb életút után felrobbanó fehér törpék (Ia típusú szupernóvák) szórják szét. Mivel a Segue-1 csillagaiban ilyen elemeket alig látunk, a csillagkeletkezésnek gyakorlatilag meg kellett szűnnie a galaxisban, mire az első fehér törpék felrobbanhattak.

A Segue-1 csillagai mind körülbelül 12-13 milliárd évesek, fiatalabb nincs közöttük. Addigra valami felhevítette az ott lévő csillagközi gázt, a forró, ionizált hidrogén pedig már nem volt képes újabb csillagokká összesűrűsödni. Lehetséges, hogy a felrobbanó szupernóvák ereje elég volt ahhoz, hogy kisöpörje, illetve ionizálja az összes sűrű gázt az apró, gyenge gravitációjú galaxisból.

20140424_segue1_kep3
Az Univerzum fejlődése, egy képen. A Segue-1 talán a reionizáció koráról tudósít. Ezt az időszakot csak a James Webb űrtávcsővel tudjuk majd alaposan feltérképezni.

De az is lehet, hogy nagyobb eseményeknek volt tanúja a Segue-1. Ahogy a fiatal Univerzum hűlt, egy idő után protonok és elektronok hidrogénatomokká álltak össze. A híg H-He levesből aztán megszülettek az első csillagok. De ahogy az óriáscsillagok és kvazárok UV-fénye mindent elárasztott, egyben újra felmelegítette és ionizálta is a maradék atomokat. A reionizáció kora nagyon nehezen figyelhető meg közvetlenül, pedig pontos lefolyása meghatározó lehetett a csillagok és galaxisok fejlődése szempontjából. Lehetséges, hogy a Segue-1 is a reionizációs kor áldozata: egy olyan galaxis, ahol gyorsan és kíméletlenül lezajlott a folyamat, megakadályozva, hogy újabb csillagok létrejöhessenek. Ha így volt, a Segue-1 az első hely az Univerzumban, ahol a reionizáció közvetlen következményeit is láthatjuk: a galaktikus helyszínelés azonban egyelőre nem hozott perdöntő bizonyítékot. Akárhogy is történt, a Segue-1 fejlődése a Tejútrendszer szerkezete szempontjából is fontos, ugyanis vélhetően a mi galaxisunk is egy sor ilyen ősi törpét nyelhetett el, amelyek csillagai a mai napig itt köröznek velünk együtt.

Az eredményeket bemutató szakcikk az Astrophysical Journal folyóiratban fog megjelenni.

Forrás: phys.org

Hozzászólás

hozzászólás