Tisková zpráva
Pozorování gama záblesků pomocí dalekohledu VLT odhalilo překvapivé složení raných galaxií
2. listopadu 2011
Mezinárodní tým astronomů použil jasné světlo vzdálených záblesků gama jako sondu ke studiu složení velmi vzdálených galaxií. Nová pozorování pomocí dalekohledu ESO/VLT překvapivě odhalila, že některé z galaxií v mladém vesmíru jsou bohatší na těžší chemické prvky než naše Slunce.
Záblesky gama patří k nejjasnějším explozím ve vesmíru [1]. Nejprve jsou zaznamenány družicemi, které detekují počáteční krátkou spršku paprsků gama. Po určení polohy zdroje jsou objekty ihned sledovány pomocí velkých pozemních dalekohledů, které mohou pozorovat viditelné a infračervené záření dosvitu, jež zdroj generuje v hodinách a dnech následujících po samotném záblesku. Jeden takový záblesk označený GRB 090323 [2] pozorovala jako první družice Swift (NASA). Krátce nato byl nalezen pozemní stanicí systému GROND (Chile, eso1049) a následně asi den po vzplanutí detailně studován za použití dalekohledu ESO/VLT.
Pozorování dalekohledu VLT ukázala, že jasné světlo tohoto záblesku prošlo hned dvojicí galaxií. Ty leží blízko sebe a v jedné z nich se záblesk odehrál. Galaxie vidíme tak, jak vypadaly před 12 miliardami let [3] a v takto vzdálených galaxiích pozorujeme záblesky gama jen zřídka.
“Když jsme začali zkoumat světlo tohoto záblesku, netušili jsme, co bychom mohli objevit. Bylo překvapením, jak nečekané chemické složení má chladný plyn v těchto dvou galaxiích raného vesmíru,” vysvětluje Sandra Savaglio (Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Německo), vedoucí autorka článku popisujícího nové výsledky. “Tyto galaxie obsahují více těžších prvků, než bylo kdy pozorováno u kterékoliv jiné galaxie v takto mladém vesmíru. Nečekali jsme, že by vesmír byl natolik chemicky vyvinutý již tak brzy.”
Pří průchodu světla záblesku skrze galaxie hraje přítomný plyn úlohu filtru; absorbuje část záření specifických vlnových délek. Bez záblesku gama by tyto slabé galaxie byly sotva pozorovatelné. Jakmile světlo gama záblesku zesláblo a zmizelo, je nepravděpodobné, že tyto galaxie budou znovu takto podrobně zkoumány [2]. Při pečlivé analýze ‚otisků‘ různých chemických prvků byli členové týmu schopni zjistit, jak jsou galaxie daleko, a také určit, jaké je složení chladného plynu, respektive jak bohaté jsou galaxie na těžší chemické prvky.
Předpokládá se, že u galaxií v mladém vesmíru objevíme menší obsah těžších prvků než u galaxií současných, jako je například ta naše. Těžší prvky jsou totiž vytvářeny během života a smrti generací hvězd a postupně tak obohacují plyn přítomný v galaxiích [4]. Obsah těžších prvků mohou astronomové použít jako indikátor toho, jak daleko ve svém vývoji galaxie dospěla. Nová pozorování ale překvapivě odhalila, že některé galaxie byly již dvě miliardy let po velkém třesku velmi bohaté na těžší prvky.
Aby mohlo docházet k tak rychlému a efektivnímu obohacování chladného plynu těžšími prvky, musí nově objevený pár galaxií tvořit hvězdy v ohromném množství. Jelikož galaxie jsou blízko sebe, můžeme pozorovat proces slévání, který rovněž podpoří formování hvězd díky kolizím oblaků plynu. Tyto výsledky také podporují ideu, že záblesky gama záření mohou být spojeny s intenzivní tvorbou hvězd [3].
Prudká tvorba hvězd v galaxiích, jako je pozorovaná dvojice, mohla skončit již brzy na počátku historie vesmíru. O deset miliard let později, tj. v současnosti, by tyto galaxie mohly obsahovat většinou pozůstatky původních hvězd, jako jsou černé díry a chladné trpasličí hvězdy, a tvořit tak těžko detekovatelnou populaci ‘mrtvých galaxií’, které jsou pouhým odleskem svého bouřlivého mládí. Nalezení příslušníků této skupiny galaxií v současném vesmíru by bylo obtížným úkolem.
"Měli jsem velké štěstí, že jsme pozorovali záblesk GRB 090323, dokud byl ještě dostatečně jasný. Jedině tak bylo možné získat neobvykle detailní pozorování pomocí VLT. Záblesk většinou zůstává jasným jen po velmi krátkou dobu a získání kvalitních dat je obtížné. Doufáme, že budeme moci tyto dvě galaxie pozorovat v budoucnu znovu, s ještě citlivějšími přístroji. Představují výborný cíl pro připravovaný dalekohled E-ELT,“ uzavírá Savaglio.
Poznámky
[1] Záblesky trvající déle než dvě sekundy označujeme jako dlouhé, záblesky s kratším trváním jako krátké. Dlouhé záblesky, jako ten sledovaný v rámci studie, jsou spojeny s výbuchy mladých hmotných hvězd v podobě supernov v galaxiích s mohutnou tvorbou hvězd. Proces krátkých záblesků není ještě zcela pochopen, ale předpokládá se, že jeho příčinou je spojení dvou kompaktních objektů – jako jsou třeba neutronové hvězdy.
[2] Označení udává den, kdy byl záblesk zpozorován; v tomto případě to bylo 23. března 2009.
[3] Galaxie pozorujeme při rudém posuvu 3,57, tedy tak, jak vypadaly asi 1,8 miliardy let po velkém třesku.
[4] Hmota vytvořená při velkém třesku před 13,7 miliardami let byla tvořena téměř výhradně vodíkem a héliem. Většina těžších prvků jako kyslík, dusík nebo uhlík vznikla později termonukleárními reakcemi v nitrech hvězd a následně, v závěrečné fázi života hvězd, vrácena nazpět do rezervoárů plynu v galaxiích. Předpokládá se tedy, že obsah těžších prvků v galaxiích stoupá, jak vesmír stárne.
Další informace
Výzkum byl prezentován v odborném časopise ‘Monthly Notices of the Royal Astronomical Society’ v článku pod názvem “Super-solar Metal Abundances in Two Galaxies at z ~ 3.57 revealed by the GRB 090323 Afterglow Spectrum”.
Složení týmu: S. Savaglio (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching bei München, Německo [MPE]), A. Rau (MPE), J. Greiner (MPE), T. Krühler (MPE; Technische Universität München, Garching, Německo [TUM]), S. McBreen (University College Dublin, Ireland; MPE), D. H. Hartmann (Clemson University, Clemson, USA), A. C. Updike (Clemson), R. Filgas (MPE), S. Klose (Thüringer Landessternwarte Tautenburg, Německo), P. Afonso (MPE), C. Clemens (MPE), A. Küpcü Yoldas (ESO, Garching, Německo), F. Olivares E. (MPE), V. Sudilovsky (MPE; TUM) a G. Szokoly (Eötvös University, Budapest, Maďarsko).
ESO (Evropská jižní observatoř) je hlavní mezinárodní astronomickou organizací Evropy a patří k nejproduktivnějším astronomickým observatořím světa. Je podporována 15 členskými státy, kterými jsou: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemí, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Velká Británie. ESO má za cíl vývoj, konstrukci a provoz výkonných pozemních astronomických zařízení, která umožní významné vědecké objevy. ESO také hraje přední roli při propagaci a organizaci mezinárodní spolupráce na poli astronomického výzkumu. ESO v současnosti provozuje tři observatoře světově úrovně: La Silla, Paranal a Chajnantor, které se nacházejí na poušti Atacama v Chile. Na Paranalu se nachází VLT (Very Large Telescope = Velmi velký dalekohled) – nejvyspělejší pozemní dalekohled pracující ve viditelném světle a VISTA, největší přehlídkový dalekohled pro infračervenou oblast na světě. Zároveň je ESO evropským zástupcem největšího astronomického projektu všech dob – teleskopu ALMA budovaného na planině Chajnantor. V současnosti ESO plánuje výstavbu Evropského extrémně velkého dalekohledu (E-ELT), který bude mít průměr primárního zrcadla 40 metrů. Měl by pracovat v infračerveném i viditelném oboru záření a stane se největším dalekohledem světa.
Odkazy
Kontakty
Sandra Savaglio
Astronomer, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 30000 3358
Mobil: +49 151 5194 4223
Email: savaglio@mpe.mpg.de
Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Mobil: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org
Anežka Srbljanović (press contact Česko)
ESO Science Outreach Network
a Astronomical Institute of Czech Academy of Sciences
Tel.: +420 323 620 116
Email: eson-czech@eso.org
O zprávě
Tiskové zpráva č.: | eso1143cs |
Jméno: | Gamma-ray burst |
Typ: | Early Universe : Cosmology : Phenomenon : Gamma Ray Burst |
Facility: | Very Large Telescope |
Instruments: | FORS2 |
Science data: | 2012MNRAS.420..627S |
Our use of Cookies
We use cookies that are essential for accessing our websites and using our services. We also use cookies to analyse, measure and improve our websites’ performance, to enable content sharing via social media and to display media content hosted on third-party platforms.
ESO Cookies Policy
The European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) is the pre-eminent intergovernmental science and technology organisation in astronomy. It carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities for astronomy.
This Cookies Policy is intended to provide clarity by outlining the cookies used on the ESO public websites, their functions, the options you have for controlling them, and the ways you can contact us for additional details.
What are cookies?
Cookies are small pieces of data stored on your device by websites you visit. They serve various purposes, such as remembering login credentials and preferences and enhance your browsing experience.
Categories of cookies we use
Essential cookies (always active): These cookies are strictly necessary for the proper functioning of our website. Without these cookies, the website cannot operate correctly, and certain services, such as logging in or accessing secure areas, may not be available; because they are essential for the website’s operation, they cannot be disabled.
Functional Cookies: These cookies enhance your browsing experience by enabling additional features and personalization, such as remembering your preferences and settings. While not strictly necessary for the website to function, they improve usability and convenience; these cookies are only placed if you provide your consent.
Analytics cookies: These cookies collect information about how visitors interact with our website, such as which pages are visited most often and how users navigate the site. This data helps us improve website performance, optimize content, and enhance the user experience; these cookies are only placed if you provide your consent. We use the following analytics cookies.
Matomo Cookies:
This website uses Matomo (formerly Piwik), an open source software which enables the statistical analysis of website visits. Matomo uses cookies (text files) which are saved on your computer and which allow us to analyze how you use our website. The website user information generated by the cookies will only be saved on the servers of our IT Department. We use this information to analyze www.eso.org visits and to prepare reports on website activities. These data will not be disclosed to third parties.
On behalf of ESO, Matomo will use this information for the purpose of evaluating your use of the website, compiling reports on website activity and providing other services relating to website activity and internet usage.
Matomo cookies settings:
Additional Third-party cookies on ESO websites: some of our pages display content from external providers, e.g. YouTube.
Such third-party services are outside of ESO control and may, at any time, change their terms of service, use of cookies, etc.
YouTube: Some videos on the ESO website are embedded from ESO’s official YouTube channel. We have enabled YouTube’s privacy-enhanced mode, meaning that no cookies are set unless the user actively clicks on the video to play it. Additionally, in this mode, YouTube does not store any personally identifiable cookie data for embedded video playbacks. For more details, please refer to YouTube’s embedding videos information page.
Cookies can also be classified based on the following elements.
Regarding the domain, there are:
- First-party cookies, set by the website you are currently visiting. They are stored by the same domain that you are browsing and are used to enhance your experience on that site;
- Third-party cookies, set by a domain other than the one you are currently visiting.
As for their duration, cookies can be:
- Browser-session cookies, which are deleted when the user closes the browser;
- Stored cookies, which stay on the user's device for a predetermined period of time.
How to manage cookies
Cookie settings: You can modify your cookie choices for the ESO webpages at any time by clicking on the link Cookie settings at the bottom of any page.
In your browser: If you wish to delete cookies or instruct your browser to delete or block cookies by default, please visit the help pages of your browser:
Please be aware that if you delete or decline cookies, certain functionalities of our website may be not be available and your browsing experience may be affected.
You can set most browsers to prevent any cookies being placed on your device, but you may then have to manually adjust some preferences every time you visit a site/page. And some services and functionalities may not work properly at all (e.g. profile logging-in, shop check out).
Updates to the ESO Cookies Policy
The ESO Cookies Policy may be subject to future updates, which will be made available on this page.
Additional information
For any queries related to cookies, please contact: pdprATesoDOTorg.
As ESO public webpages are managed by our Department of Communication, your questions will be dealt with the support of the said Department.