Észlelték a legelső csillagok sugárzását

A Spitzer-űrtávcső felvételein olyan infravörös sugárzást rögzítettek a Világegyetem távoli és ősi részében, amely a legelső csillagoktól származhat.

Régóta folyik a verseny a csillagászok között az Univerzum legelső csillagainak felkutatására. Ezek az ősi objektumok a becslések alapján igen korán, kb. 200-400 millió évvel a Nagy Bumm, azaz az Ősrobbanás után ragyogtak fel. A mai kozmológiai elméletek szerint az Univerzum (a benne lévő anyag, a tér, valamint az idő) mintegy 13,7 milliárd évvel ezelőtt született meg. A korábban még nem észlelt legelső csillagokat III. populációs objektumoknak nevezték el.

A populációk szerinti besorolás történeti okokból kicsit félreérthetően alakult: az I. populációs csillagok a legfiatalabbak, ide tartozik például a Nap is. Ezek előtt keletkeztek a II. populációba sorolt csillagok, amelyek Tejútrendszerünk legidősebb objektumait tartalmazzák. Az elméleti okfejtések szerint azonban egy ezeknél korábbi "csillagnemzedék" is volt a Világegyetemben - ezeket nevezték el III. populációs objektumoknak. Elképzelhető, hogy a Spitzer-űrteleszkóppal most ráakadtak ősi sugárzásukra.

Ezek a feltételezett ősi csillagmonstrumok mai társaiknál sokkal forróbbak és fényesebbek voltak, tömegük a Nap több mint százszorosát is elérhette. Emiatt nukleáris üzemanyagukat elképesztő gyorsasággal élték fel, életük csupán néhány millió évig tartott. Energiájuk jelentős részét az ultraibolya tartományban sugározták ki, ennek a sugárzásnak a hullámhossza azonban az Univerzum tágulása miatt "megnyúlt", és mára az infravörös tartományba esik. Ezek a csillagok tehát már rég befejezték életüket, de sugárzásuk azóta is úton van.

A Spitzer-űrtávcső infravörös tartományban érzékeny detektorainak segítségével most úgy tűnik, végre sikerült a nyomukra bukkanni. Az űrtávcső mintegy 10 órán keresztül fényképezte a Sárkány (Draco) csillagkép területén az égbolt egy parányi szegletét. Miután az ismert csillagokat és galaxisokat eltávolították a képről, halvány, diffúz derengés maradt hátra a felvételen.

A Spitzer-űrtávcső infravörös kamerájával 3,6 mikrométeres hullámhosszon készült kép az égbolt 6x12 ívperces területéről a Draco csillagkép irányában (fent). Ha az ismert előtércsillagokat és galaxisokat levonjuk a felvételből (szürke foltok), akkor is megmarad egy halvány infravörös maradványsugárzás (lent). Elképzelhető, hogy utóbbi a legelső csillagoktól származik (fotó: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC))

A NASA szakemberei szerint a diffúz fényjelenség egyik lehetséges magyarázata, hogy ez az első csillagok sugárzása. Egyelőre azonban azt sem lehet kizárni, hogy a haláluk után hátramaradt első fekete lyukakba bespirálozó, felhevült gázanyag emisszióját sikerült megörökíteni. Az új megfigyelés jól egyezik a NASA két korábbi, a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzást mérő műholdjának (COBE és WMAP) megfigyelésiből kalkulált modellekkel. Az előbbi műhold az infravörös maradványsugárzást jelezte előre, az utóbbi segítségével pedig az első csillagok korára kaptak közelítő becslést a szakemberek.

Az új megfigyelések messze túlmutatnak a Spitzer-űrtávcső műszereivel eredetileg tervezett méréseken. A következő, James Webb névre keresztelt űrtávcső lesz valószínűleg az a berendezés, amely részleteiben is képes majd feltárni a legelső csillagok világát. Ezek a korai objektumok azért fontosak, mert meghatározó szerepük lehetett a Világegyetem mai szerkezetének kialakulásában.

Csengeri Tímea