Gamma-ray burst oplyser nyt mysterium i tidlige galakser

Et internationalt team af astronomer har brugt det korte, men strålende lys fra en fjern gammastråle-burst med navnet GRB 090323 som en sonde til at studere sammensætningen af ​​galakser i det unge univers. Overraskende nok har de nye observationer - foretaget med Det Europæiske Sydlige Observations (ESO) Very Large Telescope (VLT) - afsløret to galakser, der er rigere på tungere kemiske elementer end vores sol.

De to galakser kan være i færd med at fusionere. Sådanne begivenheder i det tidlige univers vil drive dannelsen af ​​mange nye stjerner og kan være udløseren til gammastråle-bursts.

Klik på billedet herunder for en udvidet visning.

Denne kunstners indtryk viser to galakser i det tidlige univers. Den strålende eksplosion til venstre er en gamma-ray burst. Lyset bevæger sig gennem begge galakser på vej til Jorden (uden for rammen til højre). Analyse af lyset har vist, at disse to galakser er bemærkelsesværdigt rige på tungere kemiske elementer. Billedkredit: ESO / L. Calçada

Undersøgelsen optrådte 19. oktober 2011 i månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society .

Gamma-ray bursts er de lyseste eksplosioner i universet. De opdages først af kredsende observatorier, der detekterer den indledende korte burst af gammastråler. Astronomer fokuserer øjeblikkeligt med jordbaserede teleskoper, som kan registrere det synlige lys og det infrarøde efterglød, som bristerne udsender i løbet af de efterfølgende timer og dage.

VLT-observationer viser, at det strålende lys fra GRB 090323 var passeret gennem sin egen værtsgalakse og en anden galakse i nærheden. Disse galakser vises, som de var for omkring 12 milliarder år siden. Sådanne fjerne galakser fanges sjældent i blænden af ​​en gammastråle-burst.

Når lyset fra gammastråle-burstet passerer gennem de to galakser på vej til Jorden (uden for rammen til højre), absorberes nogle farver af kold gas i galakserne, hvilket efterlader karakteristiske mørke linjer i spektret. Omhyggelig undersøgelse af disse spektre har afsløret, at disse to galakser er bemærkelsesværdigt rige på tungere kemiske elementer. Billedkredit: ESO / L. Calçada

Sandra Savaglio, Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics og hovedforfatter, sagde:

Da vi studerede lyset fra dette gamma-ray burst, vidste vi ikke, hvad vi kunne finde. Det var en overraskelse, at den kølige gas i disse to galakser i det tidlige univers viste sig at have sådan en uventet kemisk sammensætning. Disse galakser har mere tunge elementer end nogensinde har været set i en galakse så tidligt i universets udvikling. Vi forventede ikke, at universet ville være så modent, så kemisk udviklet sig, så tidligt.

Da lys fra gammastråle-burst brød gennem galakserne, virkede gassen der som et filter og absorberede noget af lyset fra gammastråle-burstet på bestemte bølgelængder. Uden gamma-ray burst ville disse svage galakser være usynlige. Ved omhyggeligt at analysere de fortællende fingeraftryk fra forskellige kemiske elementer var teamet i stand til at finde ud af sammensætningen af ​​den kølige gas i disse meget fjerne galakser og især hvor rige de var på tunge elementer.

Det forventes, at galakser i det unge univers vil indeholde mindre mængder af tungere elementer end galakser i nutiden, såsom Mælkevejen. De tyngre elementer produceres i liv og død af generationer af stjerner, som gradvist beriger gassen i galakserne. Astronomer kan bruge den kemiske berigelse i galakser for at indikere, hvor langt de er gennem deres liv.

Men de nye observationer afslørede overraskende, at nogle galakser allerede var meget rige på tunge elementer mindre end to milliarder år efter Big Bang.

Det nyopdagede par unge galakser skal danne nye stjerner i en enorm hastighed for at berige den kølige gas så stærkt og hurtigt som fundet viser. Da de to galakser er tæt på hinanden, kan de være i færd med at fusionere, hvilket også ville provokere stjernedannelse, når gasskyer kolliderer. De nye resultater understøtter ideen om, at gammastråle-bursts kan være forbundet med en kraftig, massiv stjernedannelse.

Nederste linje: Observationer af GRB 090323, en gammastråle-burst, studeret med ESOs Very Large Telescope, har afsløret, at to galakser i det tidlige univers er rigere på tungere kemiske elementer end solen. Resultaterne af undersøgelsen fra et internationalt team vises i 19. oktober 2011, udgaven af månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society .

Læs mere på European Southern Observatory

Læs mere på Niels Bohr Institute

Gamma-ray flash kom fra makulering af stjerne ved sort hul

Har vi set et hvidt hul?

Ny kandidat til det fjerneste objekt i universet

Slående billede af øjnene i den kosmiske jomfru