Kozmikus népességrobbanás

Meglepően sok fiatal csillagot és galaxist örökítettek meg a távoli Világegyetemben. A megfigyelés alapján a csillagok keletkezése már korábban is sokkal intenzívebb volt, mint azt eddig feltételeztük.

Elméleti megfontolások és a korábbi megfigyelések alapján a Világegyetem legelső csillagai az Ősrobbanás után kb. 200 millió évvel születtek. Ezután fokozatosan nőtt a csillagkeletkezés gyakorisága - az új eredmények szerint meglepően gyorsan. Francia és olasz csillagászok az Európai Déli Obszervatórium (ESO) műszereivel távoli és korai galaxisokra vadásztak, és bennük a csillagkeletkezés jellemzőit vizsgálták.

A méréseket a 8,2 méteres Melipal VLT teleszkóppal és annak vizuális multi-objektum spektrográfjával (VIMOS) végeztek egy nagyszabású program keretében. A VIMOS VLT Mély-ég Felmérés (VVDS) projektben azt tanulmányozzák, hogy mikor és milyen környezetben születtek meg az első csillagok az Ősrobbanás után.

Olivier Le Fevre (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille), Gianpaolo Vettolani (INAF-IRA) és kollégáik közel 8000 galaxist vettek tüzetesen szemügyre. Ezeket a látható tartomány vörös hullámhosszain megfigyelt fényességük alapján választották ki. Az elemzés keretében mintegy 1000 olyan galaxist azonosítottak, amelyekben intenzív csillagkeletkezés zajlott 9-12 milliárd évvel ezelőtt. Az objektumokban tehát akkor született sok égitest, amikor a Világegyetem kora 1,5-4,5 milliárd év, azaz a jelenleginek 10-30%-a volt. A megfigyelt csillagkeletkezési arány 2-6-szor nagyobb, mint amit a korábbi megfigyelések és az elméleti modellek alapján vártak.

Az eredmény meglepő, ugyanis a korábbi észlelések és a modellek alapján ebben az időszakban gyengébb csillagkeletkezésre számítottak a szakemberek. Ezekre a galaxisokra korábban részben azért nem figyeltünk fel, mert az eddigi felmérések sokkal szigorúbb paraméterek alapján választották ki lehetséges célpontokat. Még fontosabb, hogy a megfigyeléshez most használt műszer teljesítménye messze meghaladja a korábbiakét. A VIMOS detektor segítségével ugyanis egyetlen felvételen mintegy ezer olyan távoli galaxis jellemzőit lehet egyszerre részletesen tanulmányozni, amelyek +24 magnitúdónál fényesebbek a vörös tartományban. Egyetlen felvétel rögzítésével annyi információ nyerhető, mint amennyi régebben több hónapos észleléssorozattal.

Az elmúlt évek eredményei alapján az Ősrobbanást követő néhány évmilliárdban sokkal gyorsabban zajlottak az események, mint eddig feltételeztük. Az első galaxisok és bennük az első csillagok összeállása viszonylag korán történt. A kezdeti heves csillagkeletkezés pedig sok szupernóva-robbanást, valamit erős csillagszeleket produkáló objektumokat eredményezett. Az általuk kibocsátott nehéz elemek aránya ezért gyorsan emelkedett a csillagközi térben. Ugyanakkor arra fény derült, hogy a kezdeti aktív időszak után sem teltek események nélkül az évmilliárdok. Az egyes galaxisok alkalmanként erős kölcsönhatásba léptek egymással, összeolvadtak, néhol pedig szét is szakadtak.