Datorită satelitului Swift și a mai multor telescoape optice la sol, astronomii învață mai multe despre așa-numitele explozii de „raze” întunecate, care sunt strălucitoare în emisii de raze gamma și X, dar cu lumină mică sau deloc vizibilă. Aceste explozii întunecate oferă, de asemenea, astronomilor idei despre găsirea zonelor de formare a stelelor care sunt ascunse de praf. „Studiul nostru oferă dovezi convingătoare că o mare parte din formarea stelelor în univers este ascunsă de praf în galaxii care nu par altfel prăfuite”, a spus Joshua Bloom, profesor asociat de astronomie la UC Berkeley și autor principal al studiului, care a prezentat descoperirile sale la întâlnirea American Astronomical Society din California.
Izbucnirile cu raze gamma sunt cele mai mari explozii ale universului, capabile să producă atâta lumină, încât telescoapele la sol pot detecta cu ușurință miliarde de ani lumină. Cu toate acestea, de mai bine de un deceniu, astronomii s-au confundat cu privire la natura așa-numitelor explozii întunecate, care produc raze gamma și raze X, dar lumină mică sau deloc vizibilă. Ele reprezintă aproximativ jumătate din exploziile detectate de satelitul Swift al NASA de la lansarea sa din 2004.
Studiul constată că cele mai multe apar în galaxiile normale detectabile de telescoape optice mari, bazate pe sol.
„O posibilă explicație pentru explozii întunecate a fost că acestea se întâmplau atât de departe lumina lor vizibilă era complet stinsă”, a spus Bloom. Datorită extinderii universului și a unei ceți de îngroșare a gazului de hidrogen la distanțe cosmice în creștere, astronomii nu văd lumină vizibilă din obiecte la mai mult de aproximativ 12,9 miliarde de ani lumină. O altă posibilitate: explozii întunecate explodau în galaxii cu cantități neobișnuit de groase de praf interstelar, care absorbea lumina unei explozii, dar nu și radiațiile cu energie mai mare.
Folosind unul dintre cele mai mari telescoape optice din lume, Keck I de 10 metri din Hawaii, echipa a căutat galaxii necunoscute în locațiile a 14 explozii întunecate descoperite de Swift. "Pentru unsprezece dintre aceste explozii, am găsit o galaxie slabă, normală", a spus Daniel Perley, studentul absolvent al UC Berkeley, care a condus studiul. Dacă aceste galaxii ar fi localizate la distanțe extreme, nici măcar telescopul Keck nu le putea vedea.
Cele mai multe explozii de raze gamma apar atunci când stelele masive rămân fără combustibil nuclear. Pe măsură ce miezurile lor se prăbușesc într-o gaură neagră sau o stea de neutroni, jeturile de gaz - conduse de procese care nu sunt pe deplin înțelese - se lovesc de stea și se aruncă în aer. Acolo, aceștia lovesc gazul vărsat anterior de stea și îl încălzesc, ceea ce generează post-vicii de scurtă durată în multe lungimi de undă, inclusiv lumina vizibilă.
Studiul arată că exploziile întunecate trebuie să fie similare, cu excepția petelor prăfuite din galaxiile gazdă care întunecă cea mai mare parte a luminii din ulterior.
Astronomii au examinat 14 explozii a căror lumină optică era fie mult mai slabă decât se aștepta sau absentă complet. Ei au descoperit că aproape fiecare „întunecare” de raze gamma are o galaxie gazdă care este capabilă să fie detectată de telescoape optice mari.
Formarea stelelor are loc în nori densi, care se umplu rapid cu praf, pe măsură ce stelele cele mai masive îmbătrânesc rapid și explodează, aruncând elemente nou create în mijlocul interstelar pentru a însemna formațiuni noi de stele. Prin urmare, astronomii presupun că o mare cantitate de formare de stele are loc în galaxiile pline de praf, deși măsurarea faptului cât de multă praf s-a acumulat în cele mai îndepărtate galaxii s-a dovedit extrem de provocatoare.
Stelele s-au gândit să explodeze pe măsură ce exploziile cu raze gamma trăiesc rapid și mor tinere. Izbucurile întunecate pot reprezenta stele care nu s-au abatut niciodată departe de norii prăfuiti care le-au format.
Au fost detectate explozii de raze gamma în lungimi de undă infraroșie până la 13,1 miliarde de ani-lumină. „Dacă exploziile cu raze gamma erau frecvente în urmă cu 13 miliarde de ani - la mai puțin de un miliard de ani de la formarea universului - ar trebui să detectăm un număr mare de ele”, a explicat membrul echipei S. Bradley Cenko, tot la UC Berkeley. „Nu, ceea ce indică faptul că primele stele s-au format într-un ritm mai puțin frenetic decât au sugerat unele modele.”
Astronomii ajung la concluzia că mai puțin de 7% din explozii întunecate pot avea loc la astfel de distanțe și propun propuneri radio și cu microunde ale noilor galaxii pentru a înțelege mai bine modul în care regiunile lor prăfuite blochează lumina. Un document privind constatările a fost trimis la The Astronomical Journal.
Sursa: NASA, UC Berkeley, AAS
