Díky satelitu Swift a několika pozemním optickým dalekohledům se astronomové dozví více o tzv. „Temných“ záblescích gama záření, které jsou jasné v gama a rentgenových emisích, ale s malým nebo žádným viditelným světlem. Tyto temné výbuchy také poskytují astronomům vhled do nalezení oblastí tvorby hvězd, které jsou skryté prachem. "Naše studie poskytuje přesvědčivé důkazy o tom, že velká část hvězdných útvarů ve vesmíru je skrytá prachem v galaxiích, které se nezdají jinak zaprášené," řekl Joshua Bloom, docent astronomie na UC Berkeley a hlavní autor studie, který představil jeho zjištění na setkání americké astronomické společnosti v Kalifornii.
Záblesky gama jsou největší exploze ve vesmíru, schopné produkovat tolik světla, že pozemní dalekohledy jej snadno detekují miliardy světelných let daleko. Astronomové se však déle než deset let zmatili nad povahou takzvaných temných dávek, které produkují gama paprsky a rentgenové paprsky, ale málo nebo žádné viditelné světlo. Od svého uvedení na trh v roce 2004 tvoří zhruba polovinu dávek detekovaných Swiftovým satelitem NASA.
Studie zjistila, že většina se vyskytuje v normálních galaxiích detekovatelných velkými pozemními optickými dalekohledy.
"Jedním z možných vysvětlení temných dávek bylo to, že k nim došlo tak daleko, že jejich viditelné světlo bylo úplně zhasnuto," řekl Bloom. Díky expanzi vesmíru a zahušťující mlze plynného vodíku při zvyšujících se kosmických vzdálenostech nevidí astronomové žádné viditelné světlo od objektů vzdálených více než 12,9 miliard světelných let. Další možnost: Temné výbuchy explodovaly v galaxiích s neobvykle silným množstvím mezihvězdného prachu, který absorboval výbuchové světlo, ale nikoli jeho vyšší energii záření.
Za použití jednoho z největších světových optických dalekohledů, 10 metrů Keck I na Havaji, hledal tým neznámé galaxie v místech 14 tmavých výbuchů objevených Swift. "U jedenácti těchto výbuchů jsme našli slabou normální galaxii," řekl Daniel Perley, postgraduální student UC Berkeley, který studii vedl. Pokud by byly tyto galaxie umístěny v extrémních vzdálenostech, nemohl je vidět ani Keckův dalekohled.
K většině výbuchů gama paprsků dochází, když docházejí jaderné palivo masivním hvězdám. Když se jejich jádra zhroutí do černé díry nebo neutronové hvězdy, plynové trysky - poháněné procesy, které nejsou úplně pochopeny - prorazí hvězdu a vystřelí do vesmíru. Tam udeří plyn, který dříve prolila hvězda, a zahřívá jej, což vytváří krátkodobé dosvit v mnoha vlnových délkách, včetně viditelného světla.
Studie ukazuje, že temné výbuchy musí být podobné, s výjimkou prašných skvrn v hostitelských galaxiích, které zakrývají většinu světla v jejich dosvitu.
Astronomové zkoumali 14 výbuchů, jejichž optické světlo bylo buď mnohem slabší, než se očekávalo, nebo úplně chybělo. Zjistili, že téměř každý „temný“ výbuch gama paprsků má hostitelskou galaxii, kterou lze detekovat velkými optickými dalekohledy.
K tvorbě hvězd dochází v hustých mracích, které se rychle zaplňují prachem, protože nejhmotnější hvězdy rychle stárnou a explodují, a chrlí nově vytvořené prvky do mezihvězdného média, aby se vytvořila nová tvorba hvězd. Astronomové proto předpokládají, že v prachem naplněných galaxiích dochází k velkému množství hvězdných útvarů, i když ve skutečnosti měření toho, kolik prachu se tento proces nahromadil v nejvzdálenějších galaxiích, se ukázalo jako extrémně náročné.
Hvězdy, které explodovaly při výbuchu gama paprsků, žily rychle a umíraly mladé. Tmavé výbuchy mohou představovat hvězdy, které se nikdy nedostaly daleko od prašných mraků, které je tvořily.
Záblesky gama paprsků byly detekovány v infračervených vlnových délkách až 13,1 miliard světelných let. "Pokud byly záblesky gama paprsků časté před 13 miliardami let - méně než miliardou let poté, co se vesmír vytvořil - měli bychom je odhalit velké množství," vysvětlil člen týmu S. Bradley Cenko, také v UC Berkeley. "To neznamená, že to znamená, že první hvězdy se tvořily méně šíleným tempem, než navrhovaly některé modely."
Astronomové docházejí k závěru, že v takových vzdálenostech se může vyskytnout méně než asi 7 procent tmavých dávek, a navrhují rádiová a mikrovlnná pozorování nových galaxií, aby lépe porozuměli tomu, jak jejich zaprášené oblasti blokují světlo. Papír o zjištěních byl předložen do The Astronomical Journal.
Zdroj: NASA, UC Berkeley, AAS
