Mi a közös a Napban és a 240 millió fényévre lévő Perseus-galaxishalmazban? Sőt, mi a közös a Napban és az egész világegyetemben? Werner Norbert, az MTA-ELTE Forró Univerzum Kutatócsoport vezetője is részt vett abban az amerikai-japán kutatásban, ami sikeresen válaszolni tudott ezekre a kérdésekre
A forró univerzum elmélet szerint körülbelül 15 milliárd évvel ezelőtt a világegyetemet alkotó főbb anyagok egy kicsiny térrészben fordultak elő csak, hatalmas sűrűség mellett. Ez a számított sűrűségérték a fizika ismert törvényszerűségei mellett elképzelhetetlen, ezért nem is tudunk mást mondani az univerzum ekkori állapotáról, mint hogy nagyon forró és sűrű volt, és épp robbanni készült. Ezt a robbanást nevezik Big Bangnek vagy ősrobbanásnak. A Forró Univerzum Kutatócsoport célja, hogy különböző eljárások segítségével a galaxisok közötti teret kitöltő gázok tulajdonságait vizsgálja, ennek alapján pedig megértse, hogyan és miért vált olyanná a világűr, amilyennek ma ismerjük.
A Hitomi műhold fantáziarajza.
forrás: JAXA
2016 februárjában Japánból sikeresen fellőtték a Hitomi röntgencsillagászati műholdat, ami egy fejlett színképelemző berendezéssel (Soft X-ray Spectometer, SXS), volt ellátva. Ez pedig igazi csúcstechnológiának számított, még az űrkutatásban is. Werner Norbert így nyilatkozott róla az mta.hu-nak: „A Hitomi röntgentávcső egyik legnagyobb erénye valóban a felbontásában, azaz a megfigyelések részletességében rejlett. A műszernek ugyanis harmincszor volt jobb a spektrális felbontása, mint korábban bármelyik másik detektornak. Márpedig, ha egy műszer legalább tízszer pontosabban tud mérni a korábbiaknál, a kutatás szinte biztosan új felfedezésekhez vezet.”
A Japán Űrügynökség (JAXA) és a NASA együttműködéséből létrejött műhold 3 éven keresztül kémlelte volna a világűrt, azonban mindössze 38 nap után az összeköttetés megszakadt. A ráköltött dollármilliók azonban nem voltak hiábavalóak. A Werner által is említett hatalmas felbontás így is új eredményekhez vezetett. Már a második cikkük jelent meg a Natureben, és a hírek szerint újabbak vannak előkészületben.
A frissen publikált felfedezés arra mutatott rá, hogy a Perseus-galaxishalmazt kitöltő 50 millió fokos intergalaktikus gázanyagban a nikkel, vas, króm és mangán ugyanolyan arányban vannak jelen, mint a Napban. Ebből azt a meglepő következtetést lehet levonni, hogy a Naprendszer és a nála lényegesen idősebb objektum ugyanazon a kémiai evolúción, csillagképződései folyamaton ment keresztül. Kyoko Matsushita, a Tokiói Tudományegyetem fizikaprofesszora ennél bátrabb dolgot is ki mert jelenteni az eredmények alapján: „Habár ez csupán egyetlen példa, nincs kétségem afelől, hogy ez a hasonlóság más galaxishalmazokra is igaz”.
A Perseus-galaxishalmaz többezer galaxist tartalmaz. Röntgentartományban vizsgálva ez a legfényesebb égi objektum.
forrás: chandra.harvard.edu
A Perseus-galaxishalmaz az ismert univerzum egyik legnagyobb, legérdekesebb részlete. Többezer galaxist tartalmaz, a közöttük lévő forró gázanyag pedig szupernóvarobbanások maradékai. Azaz a bennük lévő elemek életútjuk végéhez ért csillagokból származnak. Ezért érdekes összevetni az ott fellelhető arányokat a Napunkkal. „Ez azért nagyon meglepő, mert amit a galaxishalmazokban mérünk, az tulajdonképpen a világűrre jellemző átlagos vegyi összetétel. A galaxishalmazokat kitöltő gáz ugyanis tartalmazza az összes vegyi elemet, amit a szupernóvák hoztak létre a világegyetem története során. Az pedig nem volt nyilvánvaló, hogy ez az átlagos koncentráció jellemezze a Napunkat is. Mégis úgy tűnik, hogy a Napnak és a galaxishalmazoknak megegyezik az összetétele. Fontos megjegyezni, hogy ez a hasonlóság az egyes elemek közötti relatív koncentrációra, eloszlásra, arányokra igaz, a Nap abszolút fémtartalma valamivel magasabb” – kommentálta a felfedezést Werner Norbert.
Az eddig versengő modellek. A felső ábrán a fehér törpe egy másik csillag anyagát szívja el, az alsón pedig egy fehér törpe kettősrendszer látható. Mindkettő Ia típusú szupernóva-robbanáshoz vezet.
forrás: discovermagazine.com
Az új eredményeknek azonban nincsen vége, a szupernóva kutatásnak is új lendületet adott a publikáció. Eddig az Ia (olvasd: egy-á) típusú szupernóvák keletkezésére két elfogadott elmélet is létezett. Mindkettőhöz szükség volt egy fehér törpéhez. Ez a csillagféle a csillagfejlődés egyik lehetséges végső állomása, 5-10 milliárd év múlva a Nap is erre a sorsra fog jutni. Az egyik modell szerint Ia szupernóva akkor keletkezik, ha a fehér törpének létezik egy társcsillaga, és kettős rendszerként keringenek. Ekkor a fehér törpe folyamatosan szívja el a másik csillag anyagát, és amikor tömege eléri az 1,4 naptömeget (Chandrasekhar-határ), akkor bekövetkezik a szupernóva robbanás. A másik modell két 1,4 naptömegnél kisebb fehér törpe összeolvadását írja le. Ha az összeolvadás után együttesen elérik a Chandrasekhar-határt akkor szintén Ia típusú szupernóva jön létre. A kutatásokból kiderült, hogy mindkét modell helytálló, sőt gyakoriságuk is azonos. Tehát bebizonyították, hogy a két modell a szupernóvák további két „alfajának” tekinthetőek.
A kutatás tehát rövid idő alatt sok meglepő eredményt hozott, amiknek segítségével még inkább megérthetjük az univerzumunk keletkezésének mikéntjeit, és közelebb kerülhetünk a világegyetem feltárásához. Vajon mennyi mindent tudhatnánk még, ha nincs a meghibásodás és még mindig az eget fürkészi a Hitomi…
A kiemelt kép forrása: astropixels.com
