Pateicoties Swift satelītam un vairākiem uz zemes bāzētiem optiskajiem teleskopiem, astronomi vairāk uzzina par tā saucamajiem “tumšajiem” gamma staru pārrāvumiem, kuriem ir spilgti gamma un rentgenstaru izstarojumi, bet ar maz redzamu gaismu vai bez tās. Šie tumšie pārrāvumi arī sniedz astronomiem ieskatu par zvaigžņu veidošanās zonu atrašanu, kuras slēpj putekļi. "Mūsu pētījums sniedz pārliecinošus pierādījumus tam, ka lielu daļu zvaigžņu veidošanās Visumā slēpjas putekļi galaktikās, kas citādi nešķiet putekļainas," sacīja Džošua Blūms, UC Berkeley astronomijas asociētais profesors un pētījuma vecākais autors, kurš prezentēja viņa atradumi Amerikas astronomijas biedrības sanāksmē Kalifornijā.
Gamma staru pārrāvumi ir visuma lielākie sprādzieni, kas spēj radīt tik daudz gaismas, ka zemes teleskopi to viegli uztver miljardiem gaismas gadu attālumā. Tomēr vairāk nekā desmit gadus astronomi ir neizpratnē par tā dēvēto tumšo sprādzienu raksturu, kas rada gamma starus un rentgenstarus, bet maz vai vispār nav redzamas gaismas. Kopš tā palaišanas 2004. gadā NASA Swift satelīts atklāj aptuveni pusi no pārrāvumiem.
Pētījumā atklāts, ka visbiežāk tas notiek normālās galaktikās, kuras var noteikt ar lieliem, uz zemes bāzētiem optiskiem teleskopiem.
"Viens no iespējamiem tumšo sprādzienu skaidrojumiem bija tas, ka tie notika tik tālu, ka viņu redzamā gaisma bija pilnībā nodzēsta," sacīja Blūms. Pateicoties Visuma izplešanās un sabiezējošai ūdeņraža miglai pieaugošos kosmiskos attālumos, astronomi neredz redzamu gaismu no objektiem, kas atrodas vairāk nekā 12,9 miljardu gaismas gadu attālumā. Vēl viena iespēja: Tumši sprādzieni sprāga galaktikās ar neparasti biezu starpzvaigžņu putekļu daudzumu, kas absorbēja sprādziena gaismu, bet ne tā augstāku enerģijas starojumu.
Izmantojot vienu no pasaules lielākajiem optiskajiem teleskopiem, 10 metru Keck I Havaju salās, komanda meklēja nezināmas galaktikas 14 Swift atklāto tumšo pārrāvumu vietās. "Vienpadsmit no šiem pārrāvumiem mēs atradām vāju, normālu galaktiku," sacīja Daniels Perlijs, UC Berkeley absolvents, kurš vadīja pētījumu. Ja šīs galaktikas atrastos ļoti tālu, pat Keka teleskops tās nevarētu redzēt.
Lielākā daļa gamma staru pārrāvumu notiek, ja masīvajām zvaigznēm beidzas kodoldegviela. Tā kā to serde sabrūk melnajā caurumā vai neitronu zvaigznē, gāzes strūklas, kuras virza procesi, kas nav pilnībā izprotami, caurdur zvaigzni un izplūst kosmosā. Tur viņi izšauj gāzi, ko zvaigzne iepriekš izmet, un to silda, kas daudzos viļņu garumos, ieskaitot redzamo gaismu, rada īslaicīgu pēcspēku.
Pētījums rāda, ka tumšajiem pārrāvumiem jābūt līdzīgiem, izņemot putekļainos plankumus viņu uzņemošajās galaktikās, kas aizsedz lielāko daļu gaismas viņu pēcspīdumā.
Astronomi aptaujāja 14 pārrāvumus, kuru optiskā gaisma bija vai nu daudz vājāka, nekā gaidīts, vai arī tās pilnīgi nebija. Viņi atklāja, ka gandrīz katrā “tumšā” gamma-staru pārrāvumā ir resursdatora galaktika, kuru var noteikt ar lieliem optiskiem teleskopiem.
Zvaigžņu veidošanās notiek blīvos mākoņos, kas ātri piepildās ar putekļiem, jo vismasīvākās zvaigznes ātri noveco un eksplodē, iespraužot jaunizveidotos elementus starpzvaigžņu vidē, lai sāktu jaunu zvaigžņu veidošanos. Tāpēc astronomi uzskata, ka ar zvaigznēm, kas piepildītas ar putekļiem, notiek liels daudzums zvaigžņu, lai gan patiesībā ir ļoti sarežģīti izmērīt, cik daudz putekļu šis process ir izveidojis visattālākajās galaktikās.
Zvaigznes, kuras domāja eksplodēt, kad gamma staru pārrāvumi ātri dzīvo un mirst jauni. Tumši pārrāvumi var attēlot zvaigznes, kas nekad nav dreifējušas tālu no putekļainajiem mākoņiem, kas tos veidoja.
Infrasarkano viļņu garumā līdz 13,1 miljardam gaismas gadu ir atklāti gamma staru pārrāvumi. "Ja gamma staru sprādzieni bija bieži pirms 13 miljardiem gadu - mazāk nekā miljardu gadu pēc Visuma veidošanās, mums vajadzētu atklāt lielu skaitu to," skaidroja komandas loceklis S. Bredlijs Cenko, arī UC Berkeley. "Mums nav, kas norāda, ka pirmās zvaigznes veidojās mazāk satracinātā tempā, nekā ieteica daži modeļi."
Astronomi secina, ka šādos attālumos var notikt mazāk nekā 7 procenti tumšu pārrāvumu, un viņi ierosina jauno galaktiku novērojumus radio un mikroviļņu krāsnī, lai labāk saprastu, kā viņu putekļainie reģioni bloķē gaismu. Dokuments par atradumiem ir iesniegts The Astronomical Journal.
Avots: NASA, UC Berkeley, AAS
