Dwa obłoki gazu powstałego w początkowych chwilach istnienia Wszechświata zostały odnalezione przez astronomów przy użyciu teleskopu Kecka. Nigdy wcześniej nie udało się dostrzec materii niebędącej nigdy wcześniej częścią gwiazdy.

Zespół badaczy wykorzystał teleskop Keck na Hawajach i jego spektrometr w celu analizy światła odległego kwazara. Wiadomo, że pierwiastki absorbują jedynie bardzo specyficzne długości światła, i to jedynie jego małą część. W widmie kwazara ślady absorpcji wodorowej są na tyle oczywiste, że nie ma wątpliwości, że pomiędzy nami, a kwazarem znajduje się chmura gazu. Po dokładnej analizie okazało się, że znajduje się w niej wyłącznie zwykły wodór i jego cięższy izotop, deuter, poszukiwano także śladów obecności tlenu, węgla, azotu i krzemu, nic jednak nie znaleziono. Użyty sprzęt miał zbyt niską czułość w zakresie absorpcji helu, aby móc określić jego ilość.

Astronomowie określają zawartość ciężkich pierwiastków przez parametr zwany metalicznością, która jest po prostu ułamkiem zawartości pierwiastków cięższych od wodoru i helu w danym obiekcie. Najmniejsze znalezione wcześniej metaliczności wynosiły około jednej tysięcznej metaliczności Słońca – nowo odkryty gaz ma metaliczność mniejszą od jednej dziesięciotysięcznej metaliczności Słońca, jest to więc jak do tej pory najczystsza materia we Wszechświecie.

Z teorii opisujących powstanie Wszechświata wynika, że w trakcie pierwotnej nukleosyntezy powstały tylko najlżejsze pierwiastki – wodór, hel i trochę litu – cięższe od nich powstawały setki milionów lat później w gorących piecach gwiazd. Chociaż chmury gazu gaz zostały odnalezione dwa miliardy lat po Wielkim Wybuchu, są one przedstawicielem najprostszej materii, powstałej minuty po początku Wszechświata. Dokonane odkrycie jest ekscytujące dla astronomów, gdyż po raz pierwszy w pełni zgadza się z przewidywaniami teoretycznymi, wcześniej odkrywane obłoki zanieczyszczone były metalami.

Zaobserwowane chmury gazu mogą mieć związek z tak zwanymi zimnymi przepływami (ang. cold flow). Współczesne teorie i symulacje sugerują, że akrecja gazu w powstających galaktykach następowała z filamentów zimnego gazu, ubogiego w ciężkie pierwiastki, nie istnieją jednak żadne bezpośrednie obserwacje potwierdzające te teorie. Dostrzeżone teraz chmury wodoru są zimne i niezanieczyszczone, podobnie jak w teorii zimnych przepływów. Nie wiadomo jednak czy znajdują się one w pustych obszarach, bądź w pobliżu galaktyk, aby to określić potrzebne są dodatkowe obserwacje.

Autor

Grzegorz Gajda