Gammakitörések mutatják a Világegyetem legnagyobb szerkezetét

805

A mai standard kozmológiai elméletek szerint az anyag eloszlása bizonyos mérettartomány felett már egyenletes, ám a valóságban mindig nagyobb és nagyobb struktúrákat sikerül azonosítani. Magyar kutatóknak a gammakitörések eloszlásában is sikerült azonosítaniuk egy ilyen óriást.

Úgy gondoljuk, hogy miután egy legalább 40 naptömegű csillag elégeti nukleáris fűtőanyagát egy szupernóva kitörésben fejezi be létét. Ha a csillag tengely körüli forgása gyors, a magjába bezuhanó anyag egy gyorsan forgó, akkréciós korongba sűrűsödik össze. Ekkor a csillaganyag jelentős része a forgási síkban, spirális pályán mozog a középpont felé. A hatalmas gravitáció következtében felszabaduló energia egy része gamma fotonok formájában néhány perc alatt sugárzódik ki, melyet gammakitörésnek nevezünk. Nagy tömegű csillagok a galaxisok csillagkeletkezési régióiban születnek. Tehát ahol gammakitörést látunk, ott egy galaxis található. Nagy skálán a Világegyetemben az anyag egyenletesen oszlik el, legalábbis a standard kozmológiai elmélet szerint. A gammakitörések eloszlása is ezt látszott alátámasztani, ugyanis eddig a legtöbb publikáció arról tudósított, hogy a kitörések az égen egyenletesen oszlanak el. A napokban jelent meg magyar és amerikai csillagászok cikke az Astronomy and astrophysics szakfolyóiratban, melyben a gammakitörések égi eloszlását vizsgálták. Azt találták, hogy tőlünk kb. tízmilliárd fényévre a gammakitörések csomósodást mutatnak.

20140201_kvazarhalmaz_fig1
A 283 ismert távolságú gammakitörés (kék körök) és a tízmilliárd fényévre lévő 31 gammakitörés (piros körök) égi eloszlása.

A felfedezésről először egy konferencia kiadványban tudósítottak a szerzők, mely 2013 novemberében jelent meg. A közlés nagy publicitást kapott. TV interjú az OzoneNetworkon, tudósítás a Discovery News-on, mely nyomán az angol Wikipédián el is nevezték az objektumot Hercules-Corona Borealis Nagy Falnak.

Mint említettük, a ma elfogadott kozmológiai elmélet szerint az anyag (a barionos és a sötét anyag) a Világegyetemet egyenletesen tölti ki. Ez azt is jelenti, hogy felnézve az égre, a megfigyelt objektumok egyenletesen töltik ki az eget, az eloszlásuk izotróp. De például az égen a halvány csillagok nem egyenletesen helyezkednek el, hanem egy sáv mentén lényegesen többen vannak. Ezt hívjuk Tejútnak. Tehát egy galaxisban, a mi galaxisunkban vannak, amit Tejútrendszernek nevezünk. Ám egy galaxis kicsi a belátható világhoz képest. Úgy gondolták, hogy akkor talán a galaxisok egyenletesen oszlanak el a Világegyetemben. Nos ez sem igaz, mert a galaxisok halmazokba tömörülnek. Akkor talán a galaxis halmazok egyenletesen töltik ki a teret? Ez sem igaz, mert vannak ún. szuperhalmazok, a galaxis halmazok halmazai. Talán ezek már egyenletesen töltik ki a teret. És ez így ment a XX. század második felében egyfolytában. De a kozmológusok nem zavartatták magukat, hiszen volt/van egy szép elméletünk a Világegyetem keletkezésére és fejlődésére. Sok megfigyelés ezt igazolni látszik. Ebben az egyik fontos feltevés az anyag egyenletes eloszlása. Talán tényleg van olyan elég nagy skála, amin már az anyag egyenletesen oszlik el. Nézzük meg az eddigi, nagy skálás anyageloszlás felméréseket.

20140201_kvazarhalmaz_fig2
Geller és Hucra égbolt felmérése a 80-as évekből a Nagy Fallal.

A 80-as években, a Geller és Hucra által végzett több száz galaxisra kiterjedő égbolt felmérés során találtak egy kb. 200 Mpc (nagyjából 600 millió fényév) nagyságú képződményt, melyet Nagy Falnak neveztek el. 2003-ban a Sloan felmérés adataiban találtak egy még nagyobb „objektumot”, melyet természetesen Sloan Nagy Falnak neveztek el. Ennek mérete 1400 millió fényév, tehát több mint egymilliárd fényév. Ez már egyáltalán nem mondható kicsinynek egy 14 milliárd éves Világegyetemben.

20140201_kvazarhalmaz_fig3
A Sloan Nagy Fal, melynek mérete több mint egymilliárd fényév.

A következő felfedezés 2012 végén történt, amikor a kvazárok között megtaláltak egy négymilliárd fényév kiterjedésű csoportot. Ennek neve a Nagyon Nagy Kvazár Csoport. A 73 kvazárt tartalmazó csoport tőlünk mintegy 8 milliárd fényévre található. A napokban megjelent gammakitörés égi eloszlást vizsgáló publikáció úgy találta, hogy a 9 és 11 milliárd fényév távolságok között lévő 31 gammakitörés égi eloszlása nem egyenletes. Közel felük, 14-15 kitörés az égbolt egy nyolcadán található. Egy ilyen tömörülés véletlen kialakulásának az esélye 0,00001, vagyis nagyon csekély. Ha ezen kitörések egy valódi struktúrát jeleznek, akkor ennek mérete közel tízmilliárd fényév. Valóban bajok vannak a kozmológiai feltételezéseinkkel?

20140201_kvazarhalmaz_fig4
A Nagyon Nagy Kvazár Csoport 73 kvazárjának térbeli elhelyezkedése.

 

Az eredményeket bemutató szakcikk 2014 január 21-én jelent meg az Astronomy and Astrophysics folyóiratban.

Forrás: Horváth, Hakkila, Bagoly: Possible structure in the GRB sky distribution at redshift two, A&A, 561, L12, 2014.

 

Hozzászólás

hozzászólás