Astronomer ser den kosmiske ring af ild, 11 milliarder år siden

Astronomer har taget et billede af en supersjælden type galakse – beskrevet som en "kosmisk ring af ild" – som den eksisterede for 11 milliarder år siden.

galaksen, som har nogenlunde massen af ​​Mælkevejen, er cirkulær med et hul i midten, snarere som en titanisk doughnut. Dens opdagelse, annonceret i bladet Natur astronomi , er sat til at ryste teorier om den tidligste dannelse af galaktiske strukturer og hvordan de udvikler sig.

"Det er et meget mærkeligt objekt, som vi aldrig har set før, " sagde ledende forsker Dr. Tiantian Yuan, fra Australiens ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3-D). "Det ser mærkeligt og velkendt ud på samme tid."

galaksen, navngivet R5519, er 11 milliarder lysår fra solsystemet. Hullet i midten er virkelig massivt, med en diameter to milliarder gange længere end afstanden mellem Jorden og Solen. For at sige det på en anden måde, det er tre millioner gange større end diameteren af ​​det supermassive sorte hul i galaksen Messier 87, som i 2019 blev den første nogensinde til at blive direkte afbildet.

"Den laver stjerner med en hastighed, der er 50 gange større end Mælkevejen, " sagde Dr. Yuan, som er en ASTRO 3-D Fellow baseret på Center for Astrophysics and Supercomputing ved Swinburne University of Technology, i staten Victoria.

"Det meste af den aktivitet foregår på dens ring - så det er virkelig en ring af ild."

Arbejde med kolleger fra hele Australien, OS, Canada, Belgien og Danmark, Dr. Yuan brugte spektroskopiske data indsamlet af WM Keck Observatory på Hawaii og billeder optaget af NASAs Hubble Space Telescope til at identificere den usædvanlige struktur.

Beviserne tyder på, at det er en type kendt som en "kollisionsringgalakse", hvilket gør den til den første nogensinde placeret i det tidlige univers.

Der er to slags ringgalakser. Den mere almindelige type dannes på grund af interne processer. Kollisioner dannes - som navnet antyder - som et resultat af enorme og voldsomme møder med andre galakser.

I det nærliggende "lokale" univers er de 1000 gange sjældnere end den internt skabte type. Billeder af den meget fjernere R5519 stammer fra omkring 10,8 milliarder år siden, kun tre milliarder år efter Big Bang. De indikerer, at kollisionsringgalakser altid har været ekstremt usædvanlige.

ASTRO 3-D medforfatter, Dr. Ahmed Elagali, baseret på International Center for Radio Astronomy Research i Western Australia, sagde, at undersøgelse af R5519 ville hjælpe med at bestemme, hvornår spiralgalakser begyndte at udvikle sig.

"Yderligere, at begrænse taltætheden af ​​ringgalakser gennem kosmisk tid kan også bruges til at sætte begrænsninger på samlingen og udviklingen af ​​lokallignende galaksegrupper, " han tilføjede.

En anden medforfatter, Professor Kenneth Freeman fra Australian National University, sagde, at opdagelsen havde konsekvenser for at forstå, hvordan galakser som Mælkevejen blev dannet.

"Kollisionsdannelsen af ​​ringgalakser kræver, at en tynd skive er til stede i 'offer'-galaksen, før kollisionen finder sted, " forklarede han.

"Den tynde skive er den definerende komponent i spiralgalakser:før den samlede sig, galakserne var i en uordnet tilstand, endnu ikke genkendelige som spiralgalakser."

"I tilfældet med denne ringgalakse, vi ser tilbage i det tidlige univers med 11 milliarder år, ind i en tid, hvor tynde skiver kun lige var ved at samles. Til sammenligning, den tynde skive af vores Mælkevej begyndte at samle sig for kun omkring ni milliarder år siden. Denne opdagelse er en indikation af, at diskenhed i spiralgalakser fandt sted over en længere periode end tidligere antaget."

Drs Yuan og Elagali, og professor Freeman, arbejdet sammen med kolleger fra University of New South Wales, Macquarie University, og University of Queensland, alle i Australien, sammen med andre på Cosmic Dawn Center (DAWN) i Danmark, Texas A&M University i USA, York University i Canada, og Gent Universitet i Belgien.