Priviți un quasar și o explozie de raze gamma - două dintre cele mai luminoase obiecte din Univers - și aveți șanse de 4 ori mai mari să vedeți galaxii care intervin în fața exploziei. La această concluzie au ajuns astronomii de la UC Santa Cruz, care au studiat peste 50.000 de cvasari și o mână de raze gamma. Nu ar trebui să existe o legătură între cvasar sau izbucnire în fundal și numărul de galaxii aflate în prim plan ... dar există și în acest moment această relație este un mister complet.
Un sondaj asupra galaxiilor observate de-a lungul punctelor de vedere la cvasari și izbucniri de raze gamma - ambele obiecte îndepărtate extrem de luminoase - a dezvăluit o inconsecvență nedumerită. Galaxiile par a fi de patru ori mai frecvente în direcția izbucnirii razei gamma decât în direcția cvasarilor.
Se consideră că cvasarii sunt alimentați prin acumularea de material pe găurile negre supermasive din centrele galaxiilor îndepărtate. Izbucnirile cu raze gamma, gâturile de moarte ale stelelor masive, sunt cele mai energice explozii din univers. Dar nu există niciun motiv să vă așteptați ca galaxiile în prim plan să aibă vreo asociere cu aceste surse de lumină de fundal.
„Rezultatul contrazice conceptele noastre de bază despre cosmologie și ne străduim să-l explicăm”, a declarat Jason X. Prochaska, profesor asociat de astronomie și astrofizică la Universitatea din California, Santa Cruz.
Prochaska și studentul absolvent Gabriel Prochter au condus sondajul, care a folosit date din satelitul Swift al NASA pentru a obține observații despre rezultatele tranzitorii și luminoase ale exploziilor cu raze gamma de lungă durată (GRB). Aceștia au descris descoperirile lor într-o lucrare acceptată pentru publicarea în Astrophysical Journal Letters. Lucrarea, care ar putea avea implicații cosmologice ciudate, a fost o sursă de dezbateri semnificative între astronomii din întreaga lume.
Studiul se bazează pe un concept destul de simplu. Când lumina de la un GRB sau un quasar trece printr-o galaxie prim-plan, absorbția anumitor lungimi de undă a luminii de către gaz asociate cu galaxia creează o semnătură caracteristică în spectrul luminii de la obiectul îndepărtat. Aceasta oferă un marker pentru prezența unei galaxii în fața obiectului, chiar dacă galaxia în sine este prea slabă pentru a observa direct.
Prochter și Prochaska au analizat 15 GRB în noul studiu și au descoperit semnături de absorbție puternică care indică prezența galaxiilor de-a lungul a 14 puncte de vedere GRB. Au folosit anterior datele din Sloan Digital Sky Survey (SDSS) pentru a determina incidența galaxiilor de-a lungul liniilor de vedere la cvasari. Pe baza studiului quasar, ei ar fi prezis doar 3,8 galaxii în loc de cele 14 detectate de-a lungul punctelor de vedere GRB.
Analiza cvasarului sa bazat pe mai mult de 50.000 de observații SDSS, astfel încât datele pentru cvasari sunt mult mai robuste statistic decât datele pentru GRBs, a spus Prochaska. Cu toate acestea, probabilitatea ca rezultatele lor să fie doar o schemă statistică este mai mică decât aproximativ una din 10.000, a spus el.
Cercetătorii au examinat trei explicații potențiale pentru inconsecvența. Prima este obscurarea unor cvasi de praf în galaxii. Ideea este că, dacă un quasar se află în spatele unei galaxii prăfuite, nu s-ar vedea și acest lucru ar putea obține rezultatele. "Contraargumentul este că, cu această imensă bază de date cu observații cu quar, efectul prafului a fost bine caracterizat și ar trebui să fie minim", a spus Prochter.
O altă posibilitate este ca liniile de absorbție din spectrele GRB să provină din gazul evacuat chiar de GRB-uri, mai degrabă decât de la gazele din galaxiile interveniente. Dar, în aproape toate cazurile, când cercetătorii au aruncat o privire mai atentă în direcția GRB, ei au găsit de fapt o galaxie în aceeași poziție cu gazul.
A treia idee este că galaxia care intervine poate acționa ca o lentilă gravitațională, sporind luminozitatea obiectului de fundal și că acest efect este oarecum diferit pentru GRB-uri decât pentru quasari. Deși Prochaska a spus că preferă această explicație, mai mulți factori fac ca obiectivarea puternică a GRB-urilor să pară puțin probabilă.
"Cei care știu mai multe despre obiectivul gravitațional decât mine, îmi spun că este puțin probabil să fie răspunsul", a spus Prochaska.
Lucrarea, a cărei schiță a fost postată pe un server de internet timp de câteva săptămâni, a stimulat discuțiile pe scară largă și cel puțin o nouă lucrare care propune o posibilă explicație. Însă, până acum, concluziile rămân neplăcute.
"Mulți oameni și-au zgâriat capul, iar cei mai mulți speră că va dispărea", a spus Prochaska. „Eșantionul GRB este mic, așa că am dori să triplăm sau să formăm un număr de patru ori în analiza noastră. Acest lucru ar trebui să se întâmple în timpul misiunii extinse a lui Swift, dar va dura timp. "
Pe lângă Prochaska și Prochter, autorii lucrării includ Hsiao-Wen Chen de la Universitatea din Chicago; Joshua Bloom și Ryan Foley de la UC Berkeley; Miroslava Dessauges-Zavadsky a Observatorului de la Geneva; Sebastian Lopez de la Universitatea din Chile; Max Pettini de la Universitatea Cambridge; Andrea Dupree de la Centrul pentru Astrofizică Harvard-Smithsonian; și Puragra GuhaThakurta, profesor de astronomie și astrofizică la UC Santa Cruz.
Datele utilizate în acest studiu au fost obținute de la W. M. Keck Observatory, Gemini Observator, Very Large Telescope de la Paranal Observatory și Magellan Observatory. Sprijinul pentru această cercetare a fost oferit de Fundația Națională de Știință și NASA.
Sursa originală: Comunicat de presă al UC Santa Cruz
