Zahvaljujoč satelitu Swift in več zemeljskih optičnih teleskopov astronomi spoznajo več o tako imenovanih "temnih" izbruhih gama žarkov, ki so svetli v emisijah gama in rentgenskih žarkov, vendar z malo ali nič vidne svetlobe. Te temne razpoke tudi astronomom omogočajo vpogled v iskanje območij nastanka zvezd, ki jih skriva prah. "Naša študija ponuja prepričljiv dokaz, da se velik del nastajanja zvezd v vesolju skriva prah v galaksijah, ki sicer niso videti prašne," je dejal Joshua Bloom, izredni profesor astronomije na UC Berkeley in višji avtor študije, ki je predstavila njegove ugotovitve na sestanku Ameriškega astronomskega društva v Kaliforniji.
Izbruhi gama žarkov so največje eksplozije v vesolju, ki lahko proizvedejo toliko svetlobe, da ga zemeljski teleskopi zlahka zaznajo več milijard svetlobnih let. Toda astronomi so že več kot desetletje zmedeni nad naravo tako imenovanih temnih sunkov, ki proizvajajo gama žarke in rentgenske žarke, vendar malo ali nič vidne svetlobe. Sestavljajo približno polovico eksplozij, ki jih je odkril Nasin satelit Swift od leta 2004.
Študija ugotavlja, da se največ pojavlja v običajnih galaksijah, ki jih zaznajo veliki zemeljski optični teleskopi.
"Ena od možnih razlag za temne razpoke je bila, da se pojavljajo tako daleč, da je njihova vidna svetloba popolnoma ugasnila," je dejal Bloom. Zahvaljujoč širjenju vesolja in zgoščevanju megle vodikovega plina na vedno večjih kozmičnih razdaljah astronomi ne vidijo vidne svetlobe iz predmetov, oddaljenih več kot približno 12,9 milijarde svetlobnih let. Druga možnost: Temni razpoki so eksplodirali v galaksijah z nenavadno debelimi količinami medzvezdnega prahu, ki je absorbiral svetlobo razpoka, ne pa tudi sevanja z višjo energijo.
Z uporabo enega največjih optičnih teleskopov na svetu, 10-metrskega Keck I na Havajih, je ekipa iskala neznane galaksije na lokacijah 14 hitro odkritih temnih eksplozij. "Za enajst teh razpokov smo našli slabo, normalno galaksijo," je dejal Daniel Perley, diplomant študenta UC Berkeley, ki je vodil študijo. Če bi se te galaksije nahajale na skrajnih razdaljah, jih ne bi videl niti Keckov teleskop.
Večina porušitev gama žarkov se zgodi, ko množičnim zvezdam zmanjka jedrskega goriva. Ko se njihova jedra zrušijo v črno luknjo ali nevtronsko zvezdo, se plinski curki, ki jih poganjajo procesi, ki niso popolnoma razumljivi, prebijejo skozi zvezdo in eksplodirajo v vesolje. Tam udarijo v plin, ki ga je zvezda prej izločila, in jo segrevajo, kar ustvarja kratkotrajne svetlobne žarke v mnogih valovnih dolžinah, vključno z vidno svetlobo.
Študija kaže, da morajo biti temni razpoki podobni, razen prašnih obližev v njihovih gostiteljskih galaksijah, ki zatemnijo večino svetlobe v njihovih poznejših žarah.
Astronomi so raziskovali 14 razpokov, katerih optična svetloba je bila bodisi precej šibkejša od pričakovane ali pa je bila popolnoma odsotna. Ugotovili so, da ima skoraj vsak »temni« gama žarkov gostiteljsko galaksijo, ki jo lahko zaznajo veliki optični teleskopi.
Tvorba zvezde se pojavlja v gostih oblakih, ki se hitro napolnijo s prahom, saj se najmočnejše zvezde hitro starajo in eksplodirajo, kar na novo ustvari elemente v medzvezdni medij, da seme novo nastajanje zvezd. Zato astronomi domnevajo, da se v galaksijah, napolnjenih s prahom, pojavlja velika količina zvezd, čeprav se dejansko merjenje, koliko prahu nabere ta proces v najbolj oddaljenih galaksijah, izkaže za izjemno zahtevno.
Zvezde mislijo eksplodirati, ko gama žarki živijo hitro in umrejo mladi. Temni razpoki lahko predstavljajo zvezde, ki se nikoli niso oddaljile od prašnih oblakov, ki so jih oblikovali.
V infrardečih valovnih dolžinah so bili zaznani razpoki gama žarkov že v 13,1 milijarde svetlobnih let. "Če so bili napadi gama-žarkov pogosti pred 13 milijardami let - manj kot milijardo let po nastanku vesolja -, bi jih morali zaznati veliko število," je pojasnil član skupine S. Bradley Cenko, tudi v UC Berkeley. "Ne vemo, kar pomeni, da so se prve zvezde oblikovale manj razjarjene hitrosti, kot so predlagali nekateri modeli."
Astronomi sklepajo, da se na takšnih razdaljah lahko zgodi manj kot približno 7 odstotkov temnih porušitev, zato predlagajo radio in mikrovalovno opazovanje novih galaksij, da bi bolje razumeli, kako njihova prašna območja blokirajo svetlobo. Članek o ugotovitvah je bil poslan The Astronomical Journal.
Vir: NASA, UC Berkeley, AAS