Noile dovezi despre existenţa elementelor grele răspândite uniform între galaxiile din roiul gigantic Perseu vin în sprijinul teoriei că Universul a străbătut o tinereţe zbuciumată şi violentă cu mai mult de 10 miliarde de ani în urmă. Acea perioadă explozivă este responsabilă pentru însămânţarea cosmosului cu elemente grele importante pentru viaţa însăşi.
Urme de fier distribuite uniform în întreg cuprinsul unui roi masiv de galaxii spun o poveste a evoluţiei cosmice veche de 10 miliarde de ani.
Cercetătorii de la Institutul Kavli pentru Astrofizica Particulelor şi Cosmologie KIPAC, condus împreună de Universitatea Stanford şi Laboratorul Acceleratorului Naţional SLAC, aruncă o lumină asupra acestei importante ere prin analizarea a 84 de seturi separate de observaţii în domeniul razelor X cu telescopul satelitului nipono-american Suzaku. Rezultatele lor au fost publicate în revista Nature.
"Am văzut că fierul este răspândit remarcabil de uniform între galaxii", spune Norbert Werner, principalul autor al articolului. "Asta înseamnă că trebuie să fi fost prezent în gazul intergalactic înainte de formarea roiului Perseu."
Distribuţia uniformă a acestor elemente vine în sprijinul ideii că ele au fost create acum cel puţin 10 până la 12 miliarde de ani. Conform articolului, în această perioada de intensă formare a stelelor, miliarde de stele ce explodau au creat cantităţi uriaşe de elemente grele în cuptoarele alchimice ale propriei lor distrugeri. Aceasta este, de asemenea, perioada în care găurile negre din inima galaxiilor erau la maximul activităţii lor.
"Energia combinată a acestor fenomene cosmice trebuie să fi fost suficient de mare pentru a expulza cea mai mare parte a metalelor din galaxii la începuturile acestora şi pentru a îmbogăţi şi amesteca gazul intergalactic", spune absolventul KIPAC şi coautor al articolului, Ondrej Urban.
Pentru a lămuri întrebarea dacă elementele grele create de supernove rămân mai ales în galaxiile lor mamă sau se răspândesc prin spaţiul intergalactic, cercetătorii au scrutat roiul Perseu în opt direcţii diferite. S-au concentrat pe gazul fierbinte de 10 milioane de grade ce umple spaţiile dintre galaxii şi au găsit semnătura spectroscopică a fierului peste tot până la marginile roiului.
"Estimăm că există în jur de 50 de miliarde de mase solare de fier în roi", spune fosta membră KIPAC şi coautor Aurora Simionescu, care este în prezent la Agenţia de Explorare Aerospaţială Japoneză în poziţia de International Top Young Fellow. "Noi credem că cea mai mare parte a fierului provine de la un singur tip de supernovă numit supernovă de tip Ia."
În supernovele de tip Ia stelele sunt distruse şi eliberează tot materialul lor în spaţiul înconjurător. Cercetătorii au calculat că cel puţin 40 de miliarde de supernove de tip Ia trebuie să fi explodat într-un interval relativ scurt la scară cosmică pentru a fi eliberat atât de mult fier şi să fi avut forţa să-l expulzeze dincolo de marginile galaxiilor.
Rezultatele sugerează că roiul Perseu probabil nu este unic şi că fierul - împreună cu alte elemente grele - este uniform răspândit în toate roiurile galactice masive, spune Steven Allen, profesor la KIPAC şi şef al echipei de cercetători.
"Eşti mai bătrân decât crezi - sau cel puţin fierul din sângele tău este - fiind format în galaxii aflate la milioane de ani-lumină depărtare şi cu miliarde de ani în urmă," spune Simionescu.
Cercetătorii caută acum fier în alte roiuri şi aşteaptă cu nerăbdare o misiune capabilă să măsoare cu şi mai mare precizie concentraţiile elementelor în gazul fierbinte.
"Cu măsurători ca acestea satelitul Suzaku are un impact profund asupra înţelegerii noastre a felului cum se dezvoltă cele mai mari structuri din universul nostru", spune Allen. "Aşteptăm cu mare interes ceea ce ne vor spune datele viitoare."
Traducere de Marian Stănică după cosmos-seeded-with-heavy-elements-during-youth, cu acordul editorului.
