For tidlig galakse i det unge univers

Ekstremt fjern galakse indeholder overraskende meget kosmisk støv

Atacama Large Millimeter / Subillimeter Array (ALMA) i Chile, hvis antenner har fanget den infrarøde stråling fra den støvede galakse. På himlen ud over båndet fra Mælkevejen. © ALMA / ESO
læst op

For ung til at støve af? En af de galakser, der er længst væk fra os, viser en overraskende mængde kosmisk støv. Det skulle slet ikke være der: Kosmisk støv dannet sent i universet, og galaksen, der er observeret af et internationalt forskerteam, er faktisk for ung til dette udviklingsstadium. Dette viser, at galakser kunne udvikle sig meget hurtigt efter Big Bang, skriver forskerne i magasinet "Nature".

Kosmisk støv er alt andet end snavs: De fine partikler er den grundlæggende byggesten til fast stof i universet - inklusive planeter som jorden. Støvet i rummet ligner fint opdelt sod eller sand og består hovedsageligt af elementerne kulstof, ilt og silicium. Efter Big Bang, dog oprindeligt kun gasformigt brint og lidt helium, også gasformigt. Først i de første stjerner smeltede disse gasser ind i tungere elementer, der udgør støvet.

Glad tilfældighed viser støvede småbørn

Astronomer mente, at det tog ret lang tid, før store mængder støv blev opbygget i de tidligste galakser. Opdagelsen af ​​holdet ledet af Darach Watson fra Københavns Universitet ryster nu denne opfattelse: Den observerede galakse A1689-zD1 viser os et billede fra det tidspunkt, hvor universet var bare 700 millioner år ung. Astronomerne sammenligner galaksen med et lille barn - men dette viste sig at være ældre: A1689-zD1 ligner allerede i sit høje støvindhold i den fuldt udviklede Mælkevej.

Den gravitationslinsevirkning af galakse-klyngen Abell 1689 synliggør den fjerne støvede galakse A1689-zD1. NASA; ESA; Bradley, H. Ford (Johns Hopkins University); R. Bouwens, G. Illingworth (University of California, Santa Cruz)

Faktisk er den overraskende støvede galakse alt for langt væk til, at der er nok lys til at fange en observation på Jorden. Imidlertid gør et heldigt tilfældighed dette muligt: ​​Galakse-klyngen Abell 1689 ligger mellem jorden og A1689-zD1 og fungerer med sin store tyngdekraft som en linse. Denne gravitationslinse øger lysstyrken i den fjerne galakse ni gange.

Hvor kommer det tidlige kosmiske støv fra?

Dette var nok til at studere A1689-zD1-galaksen med ALMA-teleskopet og det meget store teleskop fra Det Europæiske Sydlige Observatorium og til at afpege deres afstand. ALMA-billederne viste en stor mængde kosmisk støv: Unge stjerner inden i støvskyerne udsender meget varmt UV-lys. Dette gør igen støvet målbart i det infrarøde interval for ALMA. udstilling

Forskerne har to mulige forklaringer på, hvordan A1689-zD1 var i stand til at opsamle så meget støv så tidligt: ​​Enten må det være startet meget tidligt med stjernedannelse. Men det kunne også have gennemgået en såkaldt starburst-fase, hvor mange stjerner blev skabt på meget kort tid. På begge måder ville det tidligt nok have produceret nok stjerner til produktion af de tunge elementer af kosmisk støv.

En del af galakse-klyngen Abell 1689, taget af Hubble-rumteleskopet, og placeringen af ​​A1689-zD1 bag det (firkant). Hubble-rumteleskop

Kort kosmologisk tidsvindue

"Selvom den nøjagtige kilde til det galaktiske støv forbliver uklar, antyder vores fund, at dens produktion forløber meget hurtigt inden for kun 500 millioner år med starten af ​​stjernedannelse i universet, " siger Watson og understreger "en meget kort kosmologisk vindue, i betragtning af at de fleste stjerner lever i milliarder af år. "

"Denne forbløffende støvede galakse ser ud til at have travlt med at fremstille sin første generation af stjerner, " siger medforfatter Kirsten Knudsen fra Chalmers teknologiske universitet i Sverige. "I fremtiden vil ALMA være i stand til at hjælpe os med at finde endnu flere sådanne galakser og forstå, hvorfor de er så ivrige efter at vokse op." (Nature, 2015; doi: 10.1038 / nature14164)

(ESO / Max Planck Institut for Astronomi / Københavns Universitet - Niels Bohr Institut, 03.03.2015 - AKR)