Silny rozbłysk gamma od zaawansowanej w wieku gwiazdy podświetlił parę galaktyk w czasie, w którym Wszechświat liczył sobie zaledwie 1,8 mld lat. Zbierając powstałe wtedy światło uzyskano zaskakujące szczegóły na temat chemicznego składu tych galaktyk.

GRB 090323 został po raz pierwszy zaobserwowany 23 marca 2009 roku przez Kosmiczny Teleskop Fermiego i satelitę Swift, później przez naziemny system GROND (Gamma-Ray burst Optical and Near-infrared Detector) za pomocą MPG/ESO 2,2-metrowego teleskopu w Chile oraz zespołu Very Large Telescope (VLT). Obserwacje VLT ujawniły, że rozbłysk promieniowania gamma przeszył nie tylko macierzystą galaktykę, ale także inną, która znajdowała się w pobliżu. Obie galaktyki obserwujemy w przesunięciu ku czerwieni równym 3,57, co odpowiada okresowi 12 mld lat temu.

Analizując absorpcję światła rozbłysku gamma przez galaktyki, udało się odkryć wiele pierwiastków zawartych w zimnym gazie tych galaktyk. Zaobserwowano typowe dla galaktyk pierwiastki takie jak cynk, żelazo, siarkę i krzem, jednakże w większej ilości niż zwykle. Niemal całość naszego Słońca zbudowana jest z wodoru i helu, wszystkie pozostałe pierwiastki – w astronomii nazywamy metalami – stanowią zaledwie 1,4% wszystkich cząstek. W naszej galaktyce metali jest średnio 2 razy więcej niż w naszym Słońcu.

Zgodnie z powszechnie przyjmowaną teorią młody Wszechświat zawierał głównie lekkie pierwiastki, natomiast pierwiastki cięższe od wodoru i helu syntezowane są we wnętrzach wielkich gwiazd i wyrzucane w przestrzeń międzygwiazdową w trakcie oślepiających wybuchów tych gwiazd, zwanych supernowymi. Kolejne generacje gwiazd powinny więc być coraz bogatsze w cięższe pierwiastki. Stoi to jednak w sprzeczności ze współczesnymi badaniami, które pokazują, że niektóre galaktyki już niecałe 2 mld lat po Wielkim Wybuchu są bardzo bogate w cięższe pierwiastki. Okazuje się, że ewolucja chemiczna Wszechświata jest bardziej skomplikowana, niż nam się wydawało.

Aby wzbogacić własny gaz tak bardzo, wspomniane galaktyki musiałyby produkować gwiazdy znacznie szybciej niż ich przeciętne rówieśniczki. Jest to możliwe, jeżeli założy się, że galaktyki są w trakcie zderzenia, ponieważ w takim procesie równowaga gazu międzygwiazdowego jest silnie zaburzana – gaz zapada się, znacznie przyspieszając tempo tworzenia nowych gwiazd. Wyniki badań sugerują także, że w zderzających się galaktykach mogą występować źródła GRB.

Warto zaznaczyć w tym miejscu, że te obserwacje nie byłyby możliwe jeszcze 15 lat temu. Sięganie tak daleko wymaga użycia dużych teleskopów i dobrej analizy spektrograficznej, ponieważ te źródła są na ogół bardzo słabe, w przeciwieństwie do GRB 090323, który jest wyjątkowo jasny. Więcej tego typu obiektów będziemy w stanie obserwować po wybudowaniu E-ELT (European Extremely Large telescope), który nie dość, że pozwoli nam sięgać głębiej, to jeszcze umożliwi obserwacje w bliskim ultrafiolecie i bliskiej podczerwieni.

Autor

Dominik Suszalski