Открића

Откривено двоструко порекло космичке прашине у удаљеном свемиру

Међународни тим истраживача развио је иновативну методу за проучавање великих, масивних галаксија испуњених прашином. Ово откриће баца једно сасвим ново светло на физичке процесе који се одвијају при стварању прашине у овим „гигантима“

ФОТО: Изглед емисије оптичког и инфрацрвеног зрачења за галаксију која је детектована свега две милијарде године након Великог праска. Лево је снимак телескопом Хабл, а десно са телескопом АЛМА (аутор: Дарко Доневски)

 

Две милијарде година након Великог праска, универзум је још био веома млад. Међутим, хиљаде огромних галаксија, богатих звездама и прашином, већ су биле формиране. Међународну студију која појашњава како је то уопште било могуће, спровео је тим истраживача из више европских и канадских институција, а предводио ју је др Дарко Доневски, научник из Србије, који је тренутно пoстдокторски стипендиста на италијанском институту SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati). Научници су комбиновали посматрачке и теоријске методе да би идентификовали физичке процесе који су у позадини њихове еволуције и први пут пронашли доказе о томе да је до пораста прашине дошло услед велике концентрације метала у удаљеном свемиру. Студија објављена у часопису Astronomy & Astrophysics нуди нов приступ истраживању еволутивног развоја ових масивних објеката.

Од почетног открића пре 20 година, изузетно удаљене и масивне галаксије сачињене од великог броја младих звезда – такозване прашњаве (звездотворне) галаксије – представљају озбиљан изазов за астрономе: „Са једне стране, њих је тешко открити јер се оне налазе у густим регионима удаљеног универзума и садрже честице прашине, тј. силикатне и угљеничне честице, које апсорбују већину оптичке светлости која долази од зрачења младих звезда“, објашњава Дарко Доневски. „Са друге стране, многи од ових прашњавих ‘џинова’ настали су када је свемир био још врло млад, млађи од милијарду година, а научници се питају како је толика количина прашине могла да настане тако рано.“

Проучавање ових егзотичних објеката сада је омогућено захваљујући ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) интерферометру. Овај интерферометар од 66 телескопа у пустињи Атакама на северу Чилеа може да детектује инфрацрвену светлост која продире у облаке прашине, откривајући на тај начин присуство новонасталих звезда. Ипак, узрок велике количине прашине у раном космичком добу већ дуго је непознаница за астрономе. „Током година, научници су мислили да је стварање космичке прашине проузроковано искључиво експлозијом супернова. Међутим, најновији теоријски радови сугеришу да концентрација прашине расте и услед судара честица хладног гаса богатог металима који испуњава галаксије“, објашњава наш истраживач. Интернационални тим сачињен од истраживача из институција са седиштима у Европи, Сједињеним Америчким Државама, Канади и Јужној Африци, предвођен Доневским, комбиновао је опсервационе и теоријске методе да би проучио 300 удаљених, прашњавих галаксија са циљем да открије порекло ових „џинова“. Они су донели закључке о физичким својствима ових прашњавих галаксија уклапајући  њихове спектралне расподеле енергије. „Пронашли смо огромне количине прашине у већини наших галаксија. Наше процене су да експлозије супернова не могу да буду одговорне за све, него да је део морао да настане и сударима честица у гасовитом окружењу богатом металима око масивних звезда, као што се и сматрало по пређашњим теоријским моделима“, каже Доневски. „Ово је први пут да подаци добијени посматрањем поткрепљују идеју о постојању оба производна механизма.“

 

АУДИО: др Дарко Доневски објашњава за Елементаријум позадину открића до којег је дошао међународни тим истраживача из Европе, Канаде, САД и Јужне Африке.

 

Научници су, такође, проучавали однос количине прашине и масе звезда не би ли сазнали колико ефикасно галаксије стварају и уништавају прашину током своје еволуције. „То нам је омогућило да идентификујемо животни циклус прашине у две различите популације галаксија: нормалним галаксијама, такозваним главним низовима, које се развијају полако, и екстремнијим, брзорастућим галаксијама познатим и као ‘звездородне’ галаксије“, истиче Лара Пантони, докторандкиња на SISSA, која је развила аналитички модел за интерпретацију података. Модел поседује велики потенцијал у описивању разлика између ове две групе посматраних галаксија. „Занимљиво да смо показали да је без обзира на њихову удаљеност, звездану масу или величину, код компактних ‘звездородних’ галаксија пропорционални однос између количине прашине и масе звезда увек већи него код нормалних галаксија.“

Да би прецизније оценио налазе добијене посматрањем, тим астронома је те податке упоредио са подацима добијеним најсавременијим симулацијама галаксија. Они су користили нови модел SIMBA, који симулира настанак и еволуцију милиона галаксија од зачетка универзума до данас, пратећи сва њихова физичка својства, укључујући и масу прашине. „Досад су се теоријски модели суочавали са проблемом истовременог усклађивања особина прашине и звезда у галаксији. Међутим, наш нови пакет космолошке комуникације, SIMBA, могао би да репродукује већину добијених података“, објашњава Дешика Нарајанан, професор астрономије на Универзитету Флорида и члан DAWN института у Копенхагену.

„Наша студија показује да производњу прашине у ‘џиновима’ изазива веома брзи раст честица њиховим сударањем са гасом. Према томе, ово је први тако снажан доказ да се стварање прашине дешава и током умирања звезда, као и у простору између масивних звезда, што је теза заступљена у теоријским студијама“, закључује Доневски. „Штавише, понуђен је нови мешовити приступ истраживању еволуције масивних објеката у далеком универзуму, који ће бити тестиран будућим свемирским телескопима као што је Свемирски телескоп Џејмс Веб.“

 

___________

Дарко Доневски је стипендиста италијанске владе у области космологије, у оквиру пројекта „Прашина у раном свемиру“. Докторирао је 2018. на Универзитету Aix-Marseille, у Француској, са темом „Еволуција далеких галаксија“. Као стипендиста, боравио је на институтима у Лајдену (Холандија) и Тулузу (Француска). Основне студије завршио је на Универзитету у Новом Саду. Стални је сарадник часописа Елементи.

 

ОТКРИЋА

Свакога дана се у свету објави више хиљада нових открића. Која од њих су заиста битна? Која мењају научну парадигму? И како разумети шта се заправо дешава на научним фронтовима?

Истражите текстове из рубрике ОТКРИЋА.

Истражите друге текстове:


Grb Republike Srbije
ecsite nsta eusea astc

ЦПН
Улица краља Петра 46
11000 Београд
Република Србија
+381 11 24 00 260
centar@cpn.rs