Az eddigi legtávolabbi gömbhalmazok

Minden korábbinál messzebb, közel egymilliárd fényéves távolságban található gömbhalmazokra akadtak egy elliptikus galaxis körül.

Jason Kalirai (University of California, Santa Cruz) és kollégái Tejútrendszerünk NGC 6396 jelű, +8,5 magnitúdós gömbhalmazát vizsgálták. Ez a hozzánk egyik legközelebbi ilyen halmaz, távolsága 8500 fényév. Az Ara (Oltár) csillagképben mutatkozik, és közel 400 ezer csillagot tartalmaz.

A megfigyelések eredeti célja az volt, hogy az égitestek összetételét és korát megállapítsák, és ezzel a gömbhalmaz jellemzőire következtessenek. A felmérés során azonban több, az NGC 6396-hoz hasonló, de sokkal további gömbhalmazt találtak a kérdéses irányban, messze túl a Tejútrendszer határain. A távoli és halvány objektumokat először a Hubble-űrteleszkóppal örökítettek meg, később a Déli Gemini-teleszkóppal vették fel spektrumukat, és így sikerült távolságukat megállapítani.

A színképi vizsgálatok alapján a hozzánk közeli NGC 6396 "mögött" rejtőző távoli, elliptikus galaxis valamivel több, mint egymilliárd fényévre van tőlünk. Peremterületein sok gömbhalmazt azonosítottak, amelyekről bebizonyosodott, hogy az eddig megfigyelt legtávolabbi ilyen objektumok.

A távoli halmazok megörökítése nem volt könnyű, mivel egy-egy ilyen messzi gömbhalmaz - bár közel annyi sugárzást bocsát ki, mint a teljes NGC 6396 - a nagy távolság miatt kb. 10 milliószor halványabb, mint egyetlen csillag az NGC 6396-ban. A kérdéses távoli óriás elliptikus galaxisban több 100 ilyen gömbhalmaz mutatkozott. További vizsgálatuk fontos ismereteket adhat a gömbhalmazoknak az egyes galaxisok fejlődésében betöltött szerepéről.

A megfigyelés során tanulmányozott közeli, tehát a Tejútrendszerhez tartozó NGC 6396 egyéb fontos információkkal is szolgált a közelmúltban. A halmaz korát a 9-es tömegszámú berillium izotóp segítségével becsülték meg. Ez az anyag az első csillagok kialakulása után kezdett létrejönni a csillagközi tér gázanyagában, amelyből később újabb égitestek születtek. Minél később alakult ki ebből a gázból egy csillag a Tejútrendszerünk legelső csillagai után, annál több berilliumot tartalmazhat.

Az NGC 6396 részlete, a kis terület kinagyítva mutatja a távoli galaxist, amely körül az egyes gömbhalmazokat karikák jelzik (NASA, ESA, H. Richer (UBC), J. Kalirai (UCSC))

Nehézséget okoz azonban, hogy a berillium néhány millió fokon lebomlik, ezért olyan kistömegű csillagokban érdemes vizsgálni, amelyek még nem érték el életük végén jellemző felfúvódott fázist, amikor külső és hűvös légkörük a melegebb belsővel keveredik. Az ESO 8,2 méteres Kuyen teleszkópjával végzett mérések alapján az NGC 6396 mindössze 200-300 millió évvel keletkezett Tejútrendszerünk legelső csillagainak kialakulása után. Mindezt a halmaz korával összevetve kiderül, hogy galaxisunk 13,6±0,8 milliárd éve született. Utóbbi érték jól illeszkedik a Világegyetem koráról tett legújabb, 13,7 milliárd év körüli becslésekhez.

Kereszturi Ákos