Astronómovia objavili prach vo vetre čiernych dier

 

V jednej piesni sa spieva, „all we are is dust in the wind,“ a teraz sa ukazuje, že niekde vo vesmíre tomu tak v skutočnosti je. Nový objav z NASA Spitzer Space Telescope naznačuje, že kozmický prach (rovnaký materiál, aký dal vznik planétam) vznikal v obrovských množstvách vo vetre čiernych dier, ktoré sídlili v našom rannom vesmíre.

Tento objav je významnou stopou v nevyriešenej hádanke: odkiaľ sa v rannom vesmíre všetok ten prach vzal? „ objavom niečoho, čo vypadá ako čerstvý prach nesený vetrom, ktorý fúka od superhmotných čiernych dier sme boli prekvapený,“ povedala Ciska Markwick-Kemper z University of Manchester, U.K, Markwick-Kemper je vedúca autorka nového článku, ktorý sa objaví v nadchádzajúcom vydaní časopisu Astrophysical Journal Letters. „ To môže vysvetliť odkiaľ sa prach vzal, keď ho bolo treba k vytvoreniu prvej generácie hviezd v rannom vesmíre.“

Kozmický prach je nutný k tvorbe planét, hviezd, galaxií a dokonca aj života aký poznáme zo Zeme. Prach sa do nášho kozmického okolia dostal z umierajúcich hviezd, ktoré niekedy v minulosti žiarili podobne ako naše Slnko. Keď ale vek vesmíru bola jedna desatina jeho terajšieho veku 13,7 miliárd rokov, nebolo hviezd slnečného typu v našom okolí pre tvorbu prachu dostatok.  Takže kde sa tá drahocenná substancia v rannom vesmíre vzala?

Teoretici už dlhú dobu tento zdroj predpovedali. Podľa nich zdrojom záhadného prachu môžu byť hmotné, krátko žijúce hviezdy, alebo supernovy. Iný vedci navrhovali, že značný príspevok prachu je od energetického typu, rýchlo rastúcich supermasívnych čiernych dier, nazývaných kvazary. Kvazary sú objekty pozostávajúce zo supermasívnej čiernej diery, ktorá je obklopená prachovou „plackou“, z ktorej sa môže čierna diera kŕmiť. Teoreticky sa prach môže tvoriť aj na vonkajších častiach kvazaru a vietor ho môže z plackoviého mračna odvanúť preč.

“Kvazary sú ako obrie kuchyne“ hovorí spoluautorka článku Sarah Gallagher z University of California, Los Angeles, ktorá je v súčasnej dobe hosťujúca astronómka na University of Western Ontario, Kanada. „ Sú to zlý jedáci, pretože môžu zjesť menej hmoty než jej vypľuvnú von formou vetrov“

Nikto doteraz neobjavil presvedčivý dôkaz o tom, že vietor od kvazarov alebo supernov môže vytvoriť dostatok prachu k vysvetleniu toho, čo pozorujeme v rannom vesmíre. Markwick-Kemper a jej tým sa rozhodli, že otestujú staršiu teóriu a preskúmajú kvazar s označením PG2112+059. Tento kvazar leží v centre galaxie, ktorá sa nachádza vo vzdialenosti približne 8 miliárd svetelných rokov. Nie je to síce oblasť ranného vesmíru, ale bol ľahším cieľom pre riešenie otázky ako kvazary tvoria prach. Tým astronómov využil infračervený spektrograf teleskopu Spitzer, čír rozložil infračervené svetlo od kvazaru a uvidel stopy rôznych minerálov.

Vedci objavili zmes prímesí, ktoré tvorí sklo, piesok, mramor a dokonca rubíny a zafíry. Zatiaľ čo minerál tvoriaci sklo bol očakávaný, minerály z piesku, mramoru a rubínov boli prekvapením. Prečo?  Jedná sa o minerály, ktoré obvykle nedetekujeme v okolí galaxií.  To naznačuje, že mohli byť čerstvo vytvorené vo vetre, ktorý vanie od kvazaru.

Napríklad ingrediencie, ktoré tvoria piesok, kryštalický kremík, nemôže ako voľný vo vesmíre dlhú dobu prežiť. Žiarenie od hviezd minerál  premieňa späť na amorfné formy, podobné v akom stave je sklo. Prítomnosť kryštalického kremíku preto niečo naznačuje – možné vetry od kvazarov – ktoré sa víria z novo vytvorenej substancie.

Markwick-Kemper so svojím týmom dodáva, že  prípad miznutia prachu nie je pevne uzavretý. Plánujú študovať viac kvazarov, aby získali ďalšie dôkazy o ich schopnostiach tvorby prachu. Podľa astronómov také kvazary nemusia byť jediným zdrojom prachu vo vesmíre. „ V niektorých prostrediach by mohli byť dôležitejším zdrojom tvorby prachu supernovy a v iných zase kvazary,“ hovorí Markwick-Kemper. „ V tejto chvíli sme veľmi šťastný, že sme identifikovali rôzne triedy prachu v kvazare, vzdialenom miliardy svetelných rokov.“

Medzi ďalších autorov článku patrí Dean Hines of the Space Science Institute, Boulder, Colo. a Jeroen Bouwman z Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Nemecko. NASA Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, misi Spitzer Space Telescope riadi pre  NASA Science Mission Directorate, Washington. Vedecké operácie sú vedené zo Spitzer Science Center v California Institute of Technology, tiež v Pasadene. Caltech riadi JPL pre NASA. Infračervený spektrograf na Spitzere bol postavený v Cornell University, Ithaca, N.Y. Jeho vývojový tým  viedol Jim Houck z Cornell.

Grafika a viac informácií o Spitzere nájdete na http://www.spitzer.caltech.edu/spitzer a http://www.nasa.gov/spitzer .

(podľa informácií jpl z 9. 10. 2007 preložil DH)

Preklad do slovenčiny: Peter Pikuliak