Embryonisk klyngegalakse nedsænket i gigantisk sky af kold gas

Astronomer, der studerer en klynge af stadig-dannende protogalakser, set som de var for mere end 10 milliarder år siden, har fundet ud af, at en gigantisk galakse i centrum af klyngen dannes ud fra en overraskende tæt suppe af molekylær gas.

"Dette er anderledes end hvad vi ser i det nærliggende univers, hvor galakser i hobe vokser ved at kannibalisere andre galakser. I denne klynge, en gigantisk galakse vokser ved at fodre på suppen af ​​kold gas, som den er nedsænket i, " sagde Bjørn Emonts fra Center for Astrobiologi i Spanien, som ledede et internationalt forskerhold.

Forskerne studerede et objekt kaldet Spiderweb Galaxy, som faktisk endnu ikke er en enkelt galakse, men en klynge af protogalakser mere end 10 milliarder lysår fra Jorden. På den afstand, objektet ses, som det var, da universet kun var 3 milliarder år gammelt. Astronomerne brugte Australia Telescope Compact Array (ATCA) og National Science Foundations Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) til at detektere kuliltegas (CO).

Tilstedeværelsen af ​​CO-gassen indikerer en større mængde molekylært brint, som er meget sværere at opdage. Astronomerne vurderede, at den molekylære gas i alt er mere end 100 milliarder gange Solens masse. Ikke alene er denne mængde gas overraskende, de sagde, men gassen skal også være uventet kold, omkring minus-200 grader celsius. Sådan kold molekylær gas er råmaterialet til nye stjerner.

CO i denne gas indikerer, at den er blevet beriget af supernovaeksplosioner fra tidligere generationer af stjerner. Kulstoffet og ilten i CO blev dannet i kernerne af stjerner, der senere eksploderede.

ATCA-observationerne afslørede det samlede omfang af gassen, og VLA-observationerne, meget mere snævert fokuseret, gav endnu en overraskelse. Det meste af den kolde gas blev fundet, ikke inden for protogalakserne, men i stedet mellem dem.

"Dette er et kæmpe system, med denne molekylære gas, der spænder over tre gange størrelsen af ​​vores egen Mælkevejsgalakse, " sagde Preshanth Jagannathan, af National Radio Astronomy Observatory (NRAO) i Socorro, NM.

Tidligere observationer af Spiderweb, lavet ved ultraviolette bølgelængder, har indikeret, at hurtig stjernedannelse er i gang i det meste af den region, der er besat af gassen.

"Det ser ud til, at hele dette system til sidst vil kollapse til en enkelt, gigantisk galakse, " sagde Jagannathan.

"Disse observationer giver os et fascinerende blik på, hvad vi mener er et tidligt stadium i væksten af ​​massive galakser i klynger, et stadie meget forskelligt fra galaksevækst i det nuværende univers, " sagde Chris Carilli, af NRAO.

Astronomerne rapporterede deres resultater i 2. december-udgaven af ​​tidsskriftet Videnskab .