Hatalmas kerülőutat tett a testünkben lévő szén

A nehezebb elemeket, mint a szén, az oxigén vagy a vas, a nagy tömegű csillagok állítják elő haláltusájukban, majd a csillagok felrobbanása után szétszóródnak a világűrben. Később a különböző bolygók és más szilárd égitestek alapanyagai közt végzik ezek az elemek, így jutnak el például az ember szervezetébe is. Egy amerikai-kanadai kutatócsoport arra jutott, hogy a csillagközi térbe került szén és más, a csillagokban keletkezett anya nem kerül közvetlen felhasználásra, hanem igen körülményesen jut csak el a kialakuló bolygórendszerekhez.

Úgy képzelnénk el, hogy az űrben szétszórt elemek csendesen sodródnak, mígnem egy keletkező csillag- és bolygórendszer beszippantja őket. A kutatók azonban arra jutottak, hogy a mienkhez hasonló galaxisokban, amelyekben még zajlik csillagkeletkezés, a kérdéses nehéz atomok nagy kerülőutat kell megtegyenek: hatalmas, a galaxisok közti térbe kijutó áramlatokban megkerülik a galaxist, ahol létrejöttek.

Ezek az áramlatok olyasmik, mint a szállítószalag, amelyben az anyag kijut a galaxisból, majd visszautazik oda. Csak akkor alakulhat aztán új bolygó vagy más égitest ezekből az elemekből, ha a körutazás után visszakerültek a galaxis belsőbb régióiba.

„Gondoljunk úgy erre a galaxis körüli anyagáramlatra, mint egy óriási vasútállomásra, ahonnan folyamatosan indulnak, és ahova egyfolytában érkeznek ezek az anyagszállítmányok” – magyarázta Samantha Garza, az Astrophysical Journal Letters folyóiratban közzé tett kutatás szerzője. „A csillagok robbanásos halálával létrejött nehéz elemek kitolulnak a galaxis körüli médiumba, majd visszaszippantja őket a galaxis, hogy azután újra bekerüljenek a csillag- és bolygókeletkezés körforgásába.”

Az a szén, ami szervezetünkben található, valószínűleg jelentős időt tölthetett a galaxisunkon kívüli térben

– tette hozzá Jessica Werk professzor.

Elsőként 2011-ben sikerült egy kutatócsoportnak azt igazolnia, hogy a mienkhez hasonló, aktív csillagkeletkezéssel rendelkező galaxisok körül hatalmas, forró gázfelhők keringenek, amelyekben sok az oxigén. Most azt fedezték fel a kutatók, hogy hűvösebb anyagok is keringenek e gázfelhőkben, köztük például szén. E galaxisok körüli anyagmennyiség vizsgálatával a kutatóknak arra is lehetőségük nyílik majd, hogy a galaxisokra váró jövőt kifürkésszék.

Az bizonyos, hogy minden galaxisban csökkenni fog az anyagok újrahasznosítása, a csillag- és bolygókeletkezés, a háttérről azonban megoszlanak a vélemények. Az egyik elképzelés az, hogy ez a galaxis körüli médium egyre lassabbá válik, és csökken a galaxisban zajló újrahasznosítás is ezzel. Ez megmagyarázhatná, hogy miként is csökken lassanként a csillagok mennyisége a galaxisokban. A csillagkeletkezés addig tűnik fenntarthatónak, míg ez az anyagáramlás zajlik, a kipumpált elemeket vissza is tudja húzni a galaxis.

A vizsgálat során a galaxisokat körbefogó anyagáramlatokon keresztül mérték meg a távoli kvazárok fényét. A fény egy részét elnyelték a galaxis körüli elemek, ezek jellegzetes nyomot hagytak a színképben. Ez alapján tudták a kutatók kideríteni, miből is állnak ezek az anyagáramlatok.

Forrás: STSCI

A kutatás során a Hubble-űrteleszkóp méréseiből indultak ki. Az űrtávcső 9 távoli kvazár fényét mérte spektrográfjával, amelyeket 11 aktív csillagkeletkezéssel rendelkező galaxison keresztül láthatott. E méréseket az tette lehetővé, hogy 2009-ben a Hubble átesett egy jelentős felújításon, mivel egyébként a földi légkör túl sokat elnyel a távoli objektumok fényéből, ez pedig lehetetlenné teszi, hogy itthonról megmérjük a galaxisok körüli anyag összetételét.

Az ekkor spektrográffal felszerelt űrteleszkópot a galaxisok körüli anyagáramlatokon át irányították e kvazárok fénye felé, így kimérhető volt, mi szűri azok fényét, vagyis miféle elemek keringenek e kozmikus szállítószalagokban. A mérések arra utaltak, hogy jelentős mennyiségű szén nyeli el a kvazárok felénk igyekvő fényének egy részét.

Egyes esetekben e szén nyomait a galaxistól 400 ezer fényév távolságban is kimutatták, ez négyszer akkora távolságot jelent, mint a Tejútrendszer átmérője.

A kutatók a későbbiekben szeretnék felmérni, milyen más elem van még ezekben az anyagáramlatokban, szeretnék összevetni az egyes galaxistípusok esetében ezek összetételét. Arra is kíváncsiak, miben térhet el az anyagáramlatok elemi összetétel a még aktív csillagkeletkezést mutató galaxisok és az e tekintetben már jórészt leállt galaxisok esetében. E kérdésekre kapott válasz segíthet megérteni nemcsak azt, hogy mikor válik egy Tejútrendszerhez hasonló galaxis kozmikus sivataggá, hanem azt is, hogy miért.