בזכות הלוויין סוויפט ומספר טלסקופים אופטיים מבוססי קרקע, אסטרונומים לומדים יותר על מה שנקרא התפרצויות קרני גמא כהות, שזוהרות בפליטות גמא וקרני רנטגן אך עם מעט אור נראה או כמעט. התפרצויות חשוכות אלה מספקות גם לאסטרונומים תובנות לגבי מציאת אזורים של היווצרות כוכבים המוחבאים על ידי אבק. "המחקר שלנו מספק עדויות משכנעות כי חלק גדול מהיווצרות הכוכבים ביקום מוסתר על ידי אבק בגלקסיות שלא נראות מאובקות אחרת", אמר ג'ושוע בלום, פרופסור חבר לאסטרונומיה באוניברסיטת ברקלי וסופר בכיר למחקר שהציג. ממצאיו במפגש האגודה האמריקאית לאסטרונומיה בקליפורניה.
התפרצויות קרני גאמה הן הפיצוצים הגדולים ביותר של היקום, המסוגלים לייצר כל כך הרבה אור עד כי טלסקופים מבוססי קרקע מזהים אותו בקלות במיליארדי שנות אור. ועם זאת, במשך יותר מעשור, אסטרונומים תמוים על טיבם של מה שנקרא התפרצויות כהות, המייצרות קרני גאמה וקרני רנטגן, אך אור מעט נראה או לא נראה. הם מהווים בערך מחצית מהפרצים שהתגלו על ידי הלוויין סוויפט של נאס"א מאז שיגורו בשנת 2004.
המחקר מגלה כי רובם מתרחשים בגלקסיות רגילות שניתן להבחין באמצעות טלסקופים אופטיים גדולים וקרקעיים.
"הסבר אפשרי להתפרצויות חשוכות היה שהם התרחשו כל כך רחוק מאורם הנראה כבה לחלוטין," אמר בלום. בזכות התפשטות היקום וערפל מסמיך של גז מימן במרחקים קוסמיים הולכים וגדלים, אסטרונומים אינם רואים אור נראה מחפצים שנמצאים במרחק של יותר מ- 12.9 מיליארד שנות אור. אפשרות נוספת: התפרצויות כהות התפוצצו בגלקסיות עם כמויות עבות במיוחד של אבק בין-כוכבי, שספגו את האור של פרץ אך לא את קרינת האנרגיה הגבוהה שלו.
באמצעות אחד הטלסקופים האופטיים הגדולים בעולם, Keck I בגובה 10 מטרים בהוואי, הצוות חיפש גלקסיות לא ידועות במיקומם של 14 פרצים חשוכים שהתגלו בסוויפט. "במשך אחת עשרה מהתפרצויות האלה מצאנו גלקסיה קלושה ונורמלית," אמר דניאל פרלי, סטודנט לתארים מתקדמים של UC ברקלי שהוביל את המחקר. אם הגלקסיות הללו היו ממוקמות במרחקים קיצוניים, אפילו הטלסקופ של הקק לא יכול היה לראות אותן.
מרבית התפרצויות קרני הגמא מתרחשות כאשר כוכבים מאסיביים נגמרים לדלק גרעיני. כאשר ליבותיהם מתמוטטות לחור שחור או כוכב נויטרונים, סילוני גז - מונעים על ידי תהליכים שאינם מובנים לחלוטין - חותרים בכוכב ונפצים לחלל. שם, הם פוגעים בגז שהופעל בעבר על ידי הכוכב ומחממים אותו, מה שמייצר זריחה לאחר זמן קצר באורכי גל רבים, כולל אור גלוי.
המחקר מראה כי התפרצויות חשוכות צריכות להיות דומות, פרט לכתמים המאובקים בגלקסיות המארחות שלהם שמטשטשים את מרבית האור בזוהר אחריהם.
האסטרונומים סקרו 14 פרצים שאורם האופטי חלש בהרבה מהצפוי או נעדר לחלוטין. הם גילו שכמעט בכל פרץ קרני גמא "חשוך" יש גלקסיה מארחת שיכולה להתגלות באמצעות טלסקופים אופטיים גדולים.
היווצרות הכוכבים מתרחשת בעננים צפופים שמתמלאים במהירות באבק כאשר הכוכבים המסיביים ביותר מתיישנים במהירות ומתפוצצים, ומפזרים אלמנטים חדשים שנוצרו במדיום הבין-כוכבי כדי להזריק היווצרות כוכבים חדשה. לפיכך, האסטרונומים מניחים כי כמות גדולה של היווצרות כוכבים מתרחשת בגלקסיות מלאות אבק, אם כי למעשה מדידת כמה אבק התהליך הזה נבנה בגלקסיות הרחוקות ביותר הוכחה כמאתגרת ביותר.
הכוכבים חשבו להתפוצץ כשפרצי קרני הגמא חיים במהירות ומתים צעירים. התפרצויות חשוכות עשויות לייצג כוכבים שמעולם לא נסחפו הרחק מהעננים המאובקים שיצרו אותם.
התפרצויות קרני גמא התגלו באורכי גל אינפרא אדום עד 13.1 מיליארד שנות אור. "אם התפרצויות בקרני הגמא היו תכופות לפני 13 מיליארד שנה - פחות ממיליארד שנה לאחר התהוות היקום - היינו צריכים לגלות מספר גדול מהם", הסביר חבר הצוות ס 'ברדלי סנקו, אף הוא באוניברסיטת ברקלי. "אנחנו לא, מה שמצביע על כך שהכוכבים הראשונים נוצרו בקצב פחות תזזיתי ממה שהציעו כמה דגמים."
האסטרונומים מסיקים כי פחות מכ -7 אחוזים מהפרצים האפלים יכולים להתרחש במרחקים כאלה, והם מציעים תצפיות רדיו ומיקרוגל של הגלקסיות החדשות כדי להבין טוב יותר כיצד האזורים המאובקים שלהם חוסמים אור. מאמר על הממצאים הוגש לכתב העת האסטרונומי.
מקור: נאס"א, UC ברקלי, AAS
