Rieth József: Anyagvilág - Háttérinformáció

Korai Világegyetem - sok vízzel

Tartalomjegyzékhez < Világképem <  Anyag-időszak     

A Nagy Bummot követően mikor képződhettek az első vízmolekulák? És mekkora mennyiségben? — Ezekre a kérdésekre keresték a választ amerikai és izraeli asztrofizikusok. Elméleti modellszámításaik, amelyekről az Astrophysikal Journal Letters-ben megjelent cikkükben számoltak be, meglepő eredményre vezettek: kiderült, hogy már alig 1 milliárd évvel a Nagy Bumm után bizonyos molekuláris felhőkben ahhoz hasonló koncentrációban keletkezhetett vízgőz, mint amekkorát mai közelebbi környezetünkben figyelhetünk meg. Ezt az eredményt egyébként csillagászati megfigyelések is alátámasztják.

Mint azt a kutatást vezető Avi Loeb, a Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ (CfA) asztrofizikusa elmondta, abból indultak ki, hogy az első vízmolekulák képződéséhez legalább annyi időnek el kellett telnie, amíg az első oxigénatomok megjelentek, és olyan fizikai feltételek alakultak ki, hogy kémiai kötést alakíthattak ki a hidrogénnel.

A hidrogénnél és héliumnál nehezebb elemek („fémek") viszont csak a legkorábban megszületett csillagokban termelődhettek. Ezekről azt feltételezik, hogy nagyon nagy tömegűek, és rövid életűek voltak, szupernóva-robbanásuk ezért hamar bekövetkezett, s ezzel a bennük képződött fémek szétszóródtak a csillagközi anyagban. Így kialakulhattak olyan „anyagszigetek", amelyek például oxigénben viszonylag feldúsultak - bár ez a környezetünkben ma kimutatható oxigénkoncentrációnál jóval szerényebb mértékű lehetett.

A Bok-globulák csillagközi anyagból álló sötét ködök,

amelyekben jelenleg is csillagképződés zajlik.

Ilyen anyagfelhők mai kozmikus környezetünkben is megfigyelhetők:

a képen a Hubble- űrtávcső felvétele egy ilyen tartományról

(KÉP: nasa/esa/hubble heritage team)

A kutatók ezt követően modellezték a víz képződésének lehetőségét olyan molekuláris felhőkben, amelyekben az oxigén koncentrációja mindössze ezredrésze a Napban ma kimutathatónak, s azt találták, hogy 300 kelvin körüli hőmérsékleten még ilyen oxigénben szegény környezetben is nagy mennyiségű vízgőz képződhet. Márpedig ez a hőmérséklet valószínűsíthető ebben az időszakban, hiszen a Világegyetem még messze nem hűlt le annyira, mint mostanra. S bár a folyamatosan keletkező új csillagok ultraibolya sugárzása a molekuláris kötést széthasíthatta, a modellszámítások azt mutatták, hogy kialakulhatott egy olyan, több száz millió évig fennálló állapot, amelyben dinamikus egyensúly alakult ki a víz-gőzmolekulák képződése és lebomlása között.

Mindeközben a vízgőz koncentrációja ezekben az anyagszigetekben (amelyekből aztán a későbbi csillagok és bolygórendszerek megszülettek) akár a molekuláris felhőkben ma megfigyelhető szintet is elérhette. A kutatók úgy vélik, ezek a molekuláris felhők a mai kozmikus környezetünkben is létező Bok-globulákhoz nagyon hasonló képződmények lehettek.

Tartalomjegyzékhez < Világképem <  Anyag-időszak     

------------

(CfA)

Élet és Tudomány ■ 2015/20 ■ 635