Minden eddiginél közelebb jutottunk a Big Banghez - kép

Minden korábbinál ősibb és távolabbi galaxist azonosítottak amerikai csillagászok a Hubble-űrtávcsővel. Az objektum a Világegyetem kezdőpillanata, a Big Bang után mindössze 480 millió évvel, a "sötét korszak" vége felé létezett. Megkérdeztük a kutatócsoport vezetőjét, meddig láthatunk még vissza az időben.

Az eddig ismert legtávolabbi és legősibb galaxist mutatja az a felvétel, amelyek a Hubble-űrtávcsővel készítettek a Világegyetem korai állapotáról. A Föld körül keringő űrteleszkóppal felfedezett, a nagyközönségnek szerdán este bemutatott objektum a Világegyetem kezdőpillanata után 480 millió évvel létezett.

A galaxist a Hubble legutóbbi javítása során felszerelt WFPC-3 jelű kamerával sikerült azonosítani a Hubble Ultra Deep Field nevű égterületen, amelyet a műszerrel már több éve vizsgálnak. Rychard Bouwens (University of California Santa Cruz) és kollégái a Nature január 27-i számában közöltek cikket a felfedezésről.

A műszertechnika fejlődésével egyre távolabbi és egyre ősibb objektumokat fedeztek fel a szakemberek az elmúlt években. Minél messzebb van tőlünk egy égitest, annál korábban létezett, és annál korábbi állapotát mutatja a Világegyetemnek. Napunk fénye mindössze 8 perc alatt jut el hozzánk, az éjszakai égen szabad szemmel látható csillagokat pedig 50-100 évvel korábbi állapotban pillanthatjuk meg, míg a legtávolabbi objektumok már a Világegyetem több milliárd évvel ezelőtti jellemzőiről árulkodnak.

Az ilyen galaxisok távolságát a vöröseltolódással (z érték) jellemzik. Már korábban is több mint 6000 olyan távoli csillagvárost azonosítottak, amelyek 900 és 2000 millió (2 milliárd) évvel a kezdőpillanat, a 13,7 milliárd éve történt Big Bang (Ősrobbanás) után léteztek. Néhány gammavillanás 600 millió évvel az Ősrobbanást követő időszakból érkezik (z=8,2-től), amelyek ősi, hatalmas csillagok megsemmisülését jelzik. A megfigyelések alapján extrapolált becslések szerint 560 millió évvel (z=9) a kezdőpillanat után már intenzív csillagkeletkezés zajlott az Univerzumban.

Az eddigi legtávolabbi objektumokat mutató Hubble felvétel, amelyen jobbra a most felfedezett galaxis kinagyított képe látható (NASA, ESA, Illingworth, Bouwens, the HUDF09 Team). A kép nagyobb méretű változatai a Hubble-űrtávcső honlapján érhetők el

A most közzétett megfigyelés szerint ennél is korábbi, a kezdőpillanat után mindössze 480 millió évvel (z=10) létezett galaxist azonosítottak. Ez az eddig talált legtávolabbi objektum. A megfigyelés arra is rámutatott, hogy már ebben az időszakban is volt csillagkeletkezés, de az kisebb intenzitású lehetett, mint ami közel 200 millió évvel később (z=8) volt jellemző. Eszerint a galaxisok fejlődése és így azok fényessége 200 millió év alatt akár 10-szeresére is növekedhetett. Az új megfigyelés tehát először mutatja meg a korai, aktív időszak elejét, amikor még csak gyorsulni kezdett a csillagok keletkezési üteme.

Emailben megkérdeztük a kutatócsoport vezetőjét, mennyire volt szerencsés véletlen a megfigyelés irányának kiválasztása. Rychard Bouwens az [origo] kérdésére azt válaszolta, hogy mivel ez az első alkalom egy ennyire távoli objektum vizsgálatára, még nem lehet biztosan megmondani, mennyire gyakoriak az ilyen távoli galaxisok. Elméletileg azonban ezek is általánosak lehetnek, tehát bármerre készült volna a felvétel, esély lett volna hasonló objektumokat azonosítására - feltéve, ha elég hosszan exponálunk a közeli infravörös tartományban. Esetünkben például összesen 87 órán keresztül készült a felvétel.

Bouwens és a munkában ugyancsak közreműködött Naveen Reddy azt is elmondták az [origo]-nak, hogy a most azonosított ősi galaxis több szempontból is eltér a napjainkban láthatóktól. Ha abban a kezdeti periódusban közelről láttuk volna az objektumot (amikor a Világegyetem kora a jelenleginek csak 4%-a volt), a galaxis kisebbnek tűnt volna mai társainál. Sok fiatal csillagot tartalmazott, közöttük rendkívül forró, kékes árnyalatú O és B színképtípusú égitesteket - ezek sugárzásától pedig látványosan izzott a csillagközi gáz, fényes anyagfelhőket alkotva.

Az elmúlt 30 évben a műszerek és megfigyelési módszerek fejlődésével egyre távolabbi égitesteket sikerült megpillantani. Az ábrán fent a földi távcsövek teljesítőképességét szemlélteti az első nyíl, majd a Hubble-űrtávcsővel készül egyre nagyobb határfényességű képek (Deep Field, Ultra Deep Field, Ultra Deep Field IR) következnek. A vízszintes tengelyen lent a rózsaszín számok a vöröseltolódás értéket, alattuk a fehér számok pedig a fényévben mért távolságot jelzik (NASA, ESA, Illingworth, Bouwens, the HUDF09 Team). A kép nagyobb változata itt

A Világegyetemben az Ősrobbanás utáni 400-600 millió év (közelítőleg z=10-8) között vált rendkívül intenzívvé a csillagkeletkezés. Ez lehetett az a periódus, amikor a legtöbb égitest keletkezett az Univerzumban, és a galaxisok is jelentős változásokon mentek keresztül. Mint azt a Reddy az [origo]-nak elmondta: ha a Hubble utódjával, a James Webb űrtávcsővel a következő években más irányban is hasonló felvételek készülnek, akkor sikerül majd az ilyen ősi galaxisok térbeli gyakoriságát megbecsülni - és ezzel pontosabban rekonstruálható lesz a kérdéses korai időszak. A szakemberek nyilatkozata alapján a most megfigyeltnél még közel 100 millió évvel korábban (z=12) is várható csillagkeletkezés, de feltehetőleg az lesz (illetve volt) a Világegyetemben történt legkorábbi ilyen esemény. Ennek azonosítása szintén a következő generációs űrtávcsőre vár.

Fontos események a Világegyetem fejlődése során. A sematikus ábrán balról jobbra halad az idő. A most felfedezett galaxis a sötét korszak végén helyezkedhet el (NASA, ESA, A. Feild (STScI))

A Hubble-űrtávcső az űrrepülőgépről fotózva, háttérben a Földdel (NASA)

* * *

A fizika napja Szegeden

Miért és hogyan foszforeszkálnak az élőlények? Hogyan működnek a modern 3D-s mozik? Hogyan helyettesíthetők a hagyományos mérőeszközök az ún. virtuális méréstechnikával? Többek között a lézerek fejlődéséről és jövőjéről, a hallás fizikájáról, valamint technológiai és a robotikai újdonságokról is hallhatnak az érdeklődők, ha Szegeden A fizika napja rendezvényre látogatnak a hétvégén. A rendezvényen élőben vizsgálhatók a napszemüvegek fényáteresztő képessége, vízgőzmérésen alapuló "hazugságvizsgáló berendezést" tesztelhetnek az érdeklődők, és megismerkedhetnek a fizikai kutatómunka során (is) használt matematikai modellezés szépségeivel. Kiderül az is, hogy a különböző mesterséges fényforrások mennyire károsak a szemünkre és az agyunkra, valamint hogy hogyan lehet egy akvárium segítségével bemutatni az üvegszálak működését. A folyamatosan látogatható standoknál számos érdekes kísérletet mutatnak be, melyek többségét a látogatók is kipróbálhatják.

A Szegedi Tudományegyetem (SZTE) Fizikus Tanszékcsoportja szervezésében rendezendő A fizika napja című program időpontja 2011. január 29. (szombat), 9-13 óra. Az egyetemi felújítások miatt az idei helyszín az SZTE Juhász Gyula Pedagógusképző Kar Boldogasszony sugárút 6. szám alatti épülete.

Életkép a tavalyi A fizika napja rendezvényről

A látogatóknak bemutatják a tanszékcsoporton, valamint az együttműködő intézetekben (MTA Szegedi Biológiai Központ; Orvosi Fizikai és Orvosi Informatikai Intézet) folyó kutatásokat és ezek alkalmazásait a mindennapi életben (az ipartól az orvostudományig). A programot előadások, valamint látványos és kipróbálható kísérletek színesítik, de az SZTE-n folyó fizikaképzéssel kapcsolatban is részletes információkkal szolgálnak. A szervezők minden érdeklődőt - főleg a diákokat - sok szeretettel várnak. További részletes információ a www.physx.u-szeged.hu weboldalon, valamint a kapcsolattartói e-mail címen ([email protected]) kérhető.