Vas a galaxisok közötti térben

Már a galaxishalmazok 10 milliárd évvel ezelőtti kialakulását megelőzően feldúsulhatott vasban és más nehezebb elemekben a galaxisok közti térség anyaga egy magyar asztrofizikust is soraiban tudó nemzetközi kutatócsoport most bemutatott eredményei szerint – közölte a Magyar Tudományos Akadémia (MTA) az MTI-vel kedden.

A tudósok abból a megfigyelésükből következtetnek erre, hogy a galaxishalmazokat alkotó galaxisok közötti térséget kitöltő ritka anyagban azonos a vas előfordulási gyakorisága, függetlenül a galaxishalmaz össztömegétől. Az eredményeket hamarosan közlő tudományos cikk szerzői között szerepel Werner Norbert, az MTA és az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) közös Lendület Forró Univerzum Kutatócsoportjának vezetője.

Mint írják, a galaxisok közti térben található anyag összmennyisége egy-egy galaxishalmazban a Nap tömegének billiószorosát is elérheti, ugyanakkor a sűrűsége a galaxisok közötti hatalmas tér miatt rendkívül alacsony. A galaxishalmazok anyagának vizsgálatából meg lehet állapítani, hogy miként változott bennük idővel a csillagkeletkezés folyamata, sok halmaz tanulmányozásából pedig a kozmikus atommag-keletkezés és az univerzum kémiai fejlődésének történetére is következtetni lehet.

Azonban a galaxisok közti anyag vizsgálata, de még a kimutatása sem egyszerű. Ez a rendkívül kis sűrűségű gáz – pontosabban plazma – igen magas hőmérsékletű, a benne található sokszorosan ionizált elemek atomjai pedig a röntgentartományban sugároznak, ezért csak a Földön kívül működő csillagászati röntgenszondák műszereivel lehet tanulmányozni a ritka közeget.

A Werner Norbert vezette Lendület kutatócsoport nagy felbontású röntgenspektrumokat és egyéb megfigyelési adatokat használ a galaxisok közötti teret kitöltő anyag tulajdonságainak vizsgálatára. Ezek megismerése kulcsszerepet játszik annak megértésében, hogyan válhatott a világegyetem olyanná, amilyennek ma észleljük.

A kutatócsoport korábban a japán Suzaku röntgenszonda egyik projektje keretében vizsgálta a Perseus-halmaz galaxisok közti anyagát. A halmaz központjától kifelé nyolc irányban végeztek méréseket a szondán elhelyezett röntgenspektrométerrel, és a műszer több mint egymillió másodpercig gyűjtötte a galaxishalmaz felől érkező röntgensugárzást. Az eredmény meglepő volt: a Perseus-halmaz központi részének kivételével, ahol a vas ionjainak előfordulási gyakorisága viszonylag nagy volt, az elem egyenletes eloszlását tapasztalták sugárirányban kifelé haladva, de körbehaladva a halmaz középpontjából húzott sugarak mentén is.

Az eredmény a kutatók szerint azt sugallja, hogy az intergalaktikus anyag vasatomokkal feldúsulása nagyon régen következett be, amikor maga a galaxishalmaz még ki sem alakult, csak egyedi csillagok voltak jelen igen nagy számban. Ezeknek a csillagoknak az életútja végén bekövetkezett szupernóvarobbanások szennyezhették be a tartományt vassal. A Perseus-galaxishalmaz nagyjából 10 milliárd éves, tehát a benne levő intergalaktikus anyag viselkedése tízmilliárd évnél régebbi állapotról nyújt információkat.

A most bemutatott kutatásban egy nemzetközi tudóscsapat arra kereste a választ, hogy a Perseus-halmaz esetén megfigyelt jelenség mennyire tekinthető általánosnak. Ehhez a Suzaku szonda méréseinek archívumából tíz másik galaxishalmazra vonatkozó adatokat gyűjtöttek ki. A munka végeredményeként kiderült, hogy a Perseus-halmazt jellemző homogén vaseloszlás nem egyedi kivétel, hanem ez az általános viselkedés a galaxishalmazok esetében. 

Mindez megerősíti és általánossá teszi annak a korábbi felismerésnek az érvényességét, amely szerint a vas feldúsulása az intergalaktikus közegben több mint tízmilliárd évvel ezelőtt következett be, amikor maguk a galaxishalmazok még ki sem alakultak, de csillagok már léteztek, méghozzá igen nagy számban, és nagyon nagy lehetett a csillagkeletkezés üteme – olvasható az MTA közleményében.