eso2115hu — Tudományos közlemények

Minden eddiginél távolabbi csillagképző galaxisban detektáltak fluort

2021. november 4.

Új felfedezés világít rá arra, hogy a csontjainkban és fogazatunkban fluoridok formájában előforduló kémiai elem, a fluor hogyan keletkezik az Univerzumban. Az Európai Déli Obszervatórium együttműködésével üzemeltetett ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) antennarendszerrel csillagászok egy csoportja olyan távoli galaxisban is kimutatta ezt az elemet, amelynek fénye több mint 12 milliárd év alatt ér hozzánk. Ez az első alkalom, hogy ilyen távoli csillagképző galaxisban fluort detektáltak.

„A fluorral mindannyian közeli ismeretségben vagyunk, hiszen fluoridok formájában a fogkrémek fontos alkotórésze, így naponta kapcsolatba kerülünk vele” – kezdi Maximilien Franco, a University of Hertfordshire (Egyesült Királyság) kutatója, a Nature Astronomy c. folyóiratban ma megjelent tanulmány vezető szerzője. Környezetünk többi kémiai eleméhez hasonlóan a fluor is a csillagokban keletkezik, mostanáig azonban nem tudtuk, pontosan hogyan is zajlik ez a folyamat. „Még azt sem tudtuk, hogy milyen típusú csillagok állítják elő a fluor nagy részét az Univerzumban!

Franco és munkatársai hidrogén-fluorid formájában detektálták a fluort az NGP–190387 katalógusjelű távoli galaxis egyik nagy gázfelhőjében. A galaxist abban az állapotában figyelhetjük meg, amikor az Univerzum kora még csak 1,4 milliárd év, azaz a mainak mindössze 10%-a volt. Mivel a csillagok a magjukban keletkezett kémiai elemeket életük végén a környező térbe szórják, a detektálás ténye azt is jelenti, hogy a fluort létrehozó csillagok fejlődése és pusztulása nagyon gyorsan zajlott.

A csoport úgy véli, hogy a fluor legnagyobb valószínűséggel a nagyon nagy tömegű, mindössze néhány millió évig – az Univerzum életében szempillantásnak számító ideig – létező Wolf–Rayet-csillagokban keletkezik. Azt mondják, a hidrogén-fluorid általuk detektált mennyiségének magyarázatához ezek a csillagok elengedhetetlenül szükségesek. A kozmikus fluor lehetséges forrásaként már korábban is felvetődtek a Wolf–Rayet-csillagok, azonban a kutatók eddig nem sejtették, hogy milyen fontos szerepet töltöttek be ennek a kémiai elemnek a létrehozásában már a korai Univerzumban is.

„Megmutattuk, hogy a legnagyobb tömegű csillagok közé tartozó, pályafutásukat heves robbanással befejező Wolf–Rayet-csillagok segítségünkre vannak abban, hogy fogainkat a megfelelő állapotban tartsuk!” – viccelődik Franco.

Korábban más elképzelések is napvilágot láttak arról, hogy a Wolf–Rayet-csillagokon kívül milyen módokon keletkezhet és szóródhat szét a fluor. Ilyen például a Napnál néhányszor nagyobb tömegű elfejlődött objektumok, az ún. aszimptotikus óriáság csillagainak pulzációja. A kutatócsoport azonban úgy gondolja, hogy ezen forgatókönyvek folyamatai – amelyek közül néhány akár több milliárd évet is igénybe vehet –, nem tudják teljes egészében megmagyarázni a fluor NGP–190387-ben detektált mennyiségét.

„Ebben a galaxisban csak néhány tíz- vagy százmillió év kellett ahhoz, hogy nagyjából hasonló mennyiségű fluor jöjjön létre, mint amennyi a 13,5 milliárd éves Tejútrendszer csillagaiban van” – mondja Chiaki Kobayashi professzor (University of Hertfordshire). „Méréseink teljesen új megvilágításba helyezik a fluor eredetének két évtizede vizsgált problémáját.”

Az NGP–190387-ben történt detektálás egyike azon úttörő megfigyeléseknek, amelyek során nem a Tejútrendszerben vagy közvetlen galaxisszomszédaiban mutatták ki a fluort. Ugyan távoli kvazárokban – galaxisok centrumában helyet foglaló szupernagy tömegű fekete lyukak által működtetett fényes objektumokban – már korábban is detektálták a jelenlétét, eddig még soha nem észlelték csillagképző galaxisokban az Univerzum fejlődésének ilyen korai szakaszában.

A fluor sikeres detektálásában az űrben keringő és a földi bázisú obszervatóriumokon kívül a véletlen is szerepet játszott. Az Európai Űrügynökség Herschel-űrtávcsöve által felfedezett, majd később a chilei ALMA-val is megfigyelt NGP–190387 a távolságához képest rendkívül fényes. Az ALMA-adatok megerősítették, hogy az NGP–190387 kivételesen nagy luminozitása részben annak köszönhető, hogy egy másik ismert, nagy tömegű galaxis helyezkedik el a Föld és az NGP–190387 között, annak látóirányához nagyon közel. Ez a nagy tömegű galaxis a gravitációslencse-hatás révén felerősítette az NGP–190387-ben a fluor által sok milliárd évvel ezelőtt kibocsátott halvány sugárzást, lehetővé téve, hogy Franco és munkatársai detektálják azt.

Az ESO leendő zászlóshajója, a Chilében már épülő, és a tervek szerint az évtized vége felé munkába álló ELT(Extremely Large Telescope, Rendkívül Nagy Távcső) segítségével végzendő vizsgálatok a galaxis további titkait tárhatják majd fel. „Az ALMA a hideg csillagközi gáz és por által kibocsátott sugárzást érzékeli” – mondja Chentao Yang, az ESO Chilében dolgozó munkatársa. „Az ELT-vel azonban az NGP–190387 csillagainak közvetlen sugárzását is észlelhetjük majd, alapvető fontosságú információt szerezve így arról, hogy mennyi csillagot tartalmaz ez a galaxis.”

További információ

Az eredményeket részletező szakcikk „The ramp-up of interstellar medium enrichment at z > 4” címmel a Nature Astronomy folyóiratban jelent meg.

A kutatócsoport tagjai: M. Franco (Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire, Egyesült Királyság [CAR]), K. E. K. Coppin (CAR), J. E. Geach (CAR), C. Kobayashi (CAR), S. C. Chapman (Department of Physics and Atmospheric Science, Dalhousie University, Kanada és National Research Council, Herzberg Astronomy and Astrophysics, Kanada), C. Yang (European Southern Observatory, Chile), E. González-Alfonso (Universidad de Alcalá, Departamento de Física y Matematicas, Spanyolország), J. S. Spilker (Department of Astronomy, University of Texas at Austin, Amerikai Egyesült Államok), A. Cooray (Department of Physics and Astronomy, University of California, Irvine, Amerikai Egyesült Államok), M. J. Michałowski (Instytut Obserwatorium Astronomiczne Wydział Fizyki Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Lengyelország).

Az Európai Déli Obszervatórium (ESO) a világ összes tudósa számára lehetővé teszi az Univerzum titkainak mindenki javát szolgáló kutatását. A legkorszerűbb földfelszíni obszervatóriumokat tervezi, építi és üzemelteti, amelyek segítségével a csillagászok nem csak izgalmas kérdésekre keresik a válaszokat, de egyre több érdeklődőt vonnak a csillagászat bűvkörébe is, mindezt széles nemzetközi együttműködés keretében. Az 1962-ben kormányközi szervezetként létrejött ESO ma 16 tagállam támogatásával működik. Ezek Ausztria, Belgium, a Cseh Köztársaság, Dánia, az Egyesült Királyság, Finnország, Franciaország, Hollandia, Írország, Lengyelország, Németország, Olaszország, Portugália, Spanyolország, Svájc és Svédország. Ezt a sort egészíti ki az ESO obszervatóriumainak befogadóországaként Chile, valamint stratégiai partnerként Ausztrália. Az ESO főhadiszállása, látogatóközpontja és planetáriuma, az ESO Supernova Németországban, München közelében, míg a távcsövek a világ legjobb feltételeket kínáló észlelőhelyeinek egyikén, a chilei Atacama-sivatagban működnek. Az ESO három észlelőhelyet tart fenn, ezek La Silla, Paranal és Chajnantor. Paranalon működik a Nagyon Nagy Távcső (VLT) és annak interferométere (VLTI), valamint két égboltfelmérő távcső, az infravörös hullámhossztartományban dolgozó VISTA és a látható tartományban érzékeny VLT Égboltfelmérő Távcső. Szintén a Paranalon fogja elhelyezni és üzemeltetni az ESO a Déli Cserenkov Távcsőrendszert (CTAS), a világ legnagyobb és legérzékenyebb gammasugárzás-obszervatóriumát. Nemzetközi partnereivel együttműködésben az ESO két, a milliméteres és a szubmilliméteres tartományban érzékeny berendezést is üzemeltet, az APEX antennát és az ALMA antennarendszert a Chajnantor-fennsíkon. Paranal közelében, a Cerro Armazones csúcson pedig már épül a világ „égre néző legnagyobb szeme”, az ESO Rendkívül Nagy Távcső (ELT). Az összes telephely napi működésének támogatását, valamint a kapcsolattartást a chilei partnerekkel és a társadalommal az ESO santiagói irodái segítik Chile fővárosában.

Az ALMA az európai ESO, az Amerikai Egyesült Államokbeli U.S. National Science Foundation (NSF) és a japán National Institutes of Natural Sciences (NINS) együttműködésében, a Chilei Köztársasággal közösen valósult meg. Az ALMA működését a tagállamai részéről az ESO, az NSF együttműködésben a kanadai National Research Council of Canada-val (NRC), a tajvani National Science Council of Taiwan (NSC) és a NINS együttműködésben a tajvani Academia Sinica-val (AS) és a Korea Astronomy and Space Science Institute-tal (KASI) finanszírozza. Az ALMA építését és működtetési feladatait a tagállamai részéről az ESO, Észak-Amerika részéről az Associated Universities, Inc. (AUI) által fenntartott National Radio Astronomy Observatory (NRAO), valamint Kelet-Ázsia részéről a National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) látja el. A Joint ALMA Observatory (JAO) irányítja az ALMA építését, az üzembe helyezését és működtetését.

A University of Hertfordshire mindenki számára elérhetővé teszi a magas színvonalú felsőoktatást. Hallgatói, munkatársai és üzleti vállalkozásai mindig a lehető legmagasabb szinten teljesítenek. A minőségi oktatás, az 550 diplomaprogram, az élvonalbeli kutatási projektek és az erőteljes üzleti kapcsolatok révén nagyobb léptékben gondolkodva kiemelkedően pozitív hatást gyakorolnak a helyi, nemzeti és nemzetközi közösségekre.

Linkek

·      Szakcikk

·      Képek az ALMA-ról

·      Videók az ALMA-ról

·      Tudjon meg többet az ESO Rendkívül Nagy Távcsövéről!

·      Újságíróknak: Iratkozzon fel, hogy már az embargo alatt saját nyelvén olvashassa a közleményeinket!

·      Kutatóknak: Van érdekes eredménye? Küldje el nekünk!

Kapcsolat

Maximilien Franco
Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire
Hatfield, Hertfordshire, United Kingdom
Telefon: +33-649956665
E-mail: m.franco@herts.ac.uk

Chiaki Kobayashi
Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire
Hatfield, Hertfordshire, United Kingdom
Telefon: +44-7757116615
E-mail: c.kobayashi@herts.ac.uk

Chentao Yang
European Southern Observatory
Santiago, Chile
Telefon: +56 2 2463 3053
E-mail: cyang@eso.org

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Telefon: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Press Office
University of Hertfordshire
Hatfield, UK
Telefon: +441707 285770
E-mail: news@herts.ac.uk

Connect with ESO on social media

Ez az ESO eso2115 sz. sajtóközleményének fordítása

A sajtóközleményről

Közlemény száma:eso2115hu
Név:NGP–190387
Típus:Early Universe : Galaxy
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array

Képek

Művészi elképzelés az NGP–190387 galaxisról
Művészi elképzelés az NGP–190387 galaxisról
Művészi elképzelés egy Wolf–Rayet-csillagról
Művészi elképzelés egy Wolf–Rayet-csillagról
Nagy látószögű felvétel az NGP–190387 körüli égterületről
Nagy látószögű felvétel az NGP–190387 körüli égterületről

Videók

Fogazatunk egészségének megőrzésében segítő csillagok felfedezése (ESOcast 244 Light)
Fogazatunk egészségének megőrzésében segítő csillagok felfedezése (ESOcast 244 Light)
Ráközelítés az NGP–190387 távoli galaxis egyik Wolf–Rayet-csillagára
Ráközelítés az NGP–190387 távoli galaxis egyik Wolf–Rayet-csillagára
Művészi animáció az NGP–190387 galaxisról
Művészi animáció az NGP–190387 galaxisról