Завдяки супутнику Свіфт та декільком наземним оптичним телескопам астрономи дізнаються більше про так звані “темні” спалахи гамма-променів, які яскраві при гамма- та рентгенівських випромінюваннях, але мало видимого світла або зовсім не мають. Ці темні сплески також дають астрономам уявлення про знаходження ділянок утворення зірок, захованих пилом. "Наше дослідження дає переконливі докази того, що велика частка утворення зірок у Всесвіті прихована пилом у галактиках, які не виглядають інакше запорошеними", - сказав Джошуа Блум, доцент кафедри астрономії в УК Берклі та старший автор дослідження, який представив його висновки на зустрічі Американського астрономічного товариства в Каліфорнії.
Вибухи гамма-випромінювання - це найбільші вибухи у Всесвіті, здатні виробляти стільки світла, що наземні телескопи легко виявляють його на мільярдах світлових років. Однак протягом більш ніж десятиліття астрономи спантеличують природу так званих темних вибухів, які виробляють гамма-промені та рентгенівські промені, але мало видимого світла або його немає. Вони складають приблизно половину вибухів, виявлених супутником Свіфт НАСА з моменту запуску 2004 року.
Дослідження виявляє, що найбільше трапляється у звичайних галактиках, виявлених великими наземними оптичними телескопами.
"Одне з можливих пояснень темних сплесків полягало в тому, що вони відбувалися так далеко, що їх видиме світло повністю згасло", - сказав Блум. Завдяки розширенню Всесвіту та потовщення туману водню газу на зростаючих космічних відстанях астрономи не бачать видимого світла від об'єктів, розташованих на відстані приблизно 12,9 мільярда світлових років. Інша можливість: темні вибухи вибухають у галактиках з незвичайно густим кількістю міжзоряного пилу, який поглинав світло вибуху, але не його випромінювання з більшою енергією.
Використовуючи один з найбільших у світі оптичних телескопів, 10-метровий Keck I на Гаваях, команда шукала невідомі галактики в місцях 14 темних вибухів, виявлених Швидкими темпами. "За одинадцять цих вибухів ми знайшли слабку нормальну галактику", - сказав Даніель Перлі, аспірант Берклі з УК, який керував дослідженням. Якби ці галактики були розташовані на екстремальних відстанях, навіть телескоп Кека не міг їх побачити.
Більшість вибухів гамма-променів відбуваються, коли у масивних зірок закінчується ядерне паливо. Коли їх ядра обвалюються в чорну діру або нейтронну зірку, газові струмені - керовані процесами, не повністю зрозумілими, - пробиваються через зірку і вибухають у космос. Там вони вражають газ, який раніше проливала зірка, і нагрівають її, що генерує короткочасні світила на багатьох довжинах хвиль, включаючи видиме світло.
Дослідження показує, що темні сплески повинні бути схожими, за винятком запилених патчів у їхніх галактиках-господарях, які затемнюють більшу частину світла під час їх відблиску.
Астрономи обстежили 14 вибухів, оптичне світло яких або значно слабкіше, ніж очікувалося, або зовсім відсутнє. Вони виявили, що майже кожен "темний" вибух гамма-променів має галактику господарів, яку можна виявити за допомогою великих оптичних телескопів.
Зоряне утворення відбувається в щільних хмарах, які швидко заповнюються пилом, оскільки наймасовіші зірки швидко старіють і вибухають, виводячи новостворені елементи в міжзоряне середовище, щоб висіяти нове зіркове утворення. Тому астрономи припускають, що велика кількість утворення зірок відбувається у заповнених пилом галактиках, хоча насправді вимірювання кількості пилу, що накопичився цим процесом у найбільш віддалених галактиках, виявилося надзвичайно складним.
Зірки думали вибухнути, коли сплески гамма-променів живуть швидко і вмирають молоді. Темні сплески можуть представляти зірки, які ніколи не відходили далеко від запилених хмар, що їх утворили.
Вибухи гамма-променів були виявлені в інфрачервоній довжині хвилі аж на 13,1 мільярда світлових років. "Якщо вибухи гамма-променів були частими 13 мільярдів років тому - менше мільярда років після утворення Всесвіту - нам слід було б виявити їх велику кількість", - пояснив член команди С. Бредлі Ченко, також в UC Berkeley. "Ми цього не робимо, що вказує на те, що перші зірки формувалися менш шалено, ніж деякі моделі пропонували".
Астрономи роблять висновок, що на таких відстанях може відбуватися менше ніж 7 відсотків темних вибухів, і вони пропонують радіо- та мікрохвильові спостереження за новими галактиками, щоб краще зрозуміти, як їх запилені області блокують світло. Документ про результати дослідження був поданий до журналу Astronomical Journal.
Джерело: NASA, UC Berkeley, AAS
