Submillimeterbølger detekteret med ALMA er vist til venstre, angiver placeringen af tæt støv og gas, hvor stjerner bliver dannet. Optisk og infrarødt lys set med Hubble-rumteleskopet er vist i midten og til højre, henholdsvis. En stor galaktisk skive ses i infrarødt, mens tre unge stjerneklynger ses i optisk lys. Kredit:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA/ESA Hubble-rumteleskopet, Tadaki et al.
Astronomer fandt ud af, at aktiv stjernedannelse øger galakser, ligesom gær hjælper brød med at hæve. Ved at bruge tre kraftige teleskoper på jorden og i kredsløb, de observerede galakser for 11 milliarder år siden og fandt eksplosiv dannelse af stjerner i galaksernes kerner. Dette tyder på, at galakser kan ændre deres egen form uden interaktion med andre galakser.
"Massive elliptiske galakser menes at være dannet fra kollisioner af diskgalakser, " sagde Ken-ichi Tadaki, hovedforfatter af to forskningsartikler og en postdoc-forsker ved National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). "Men, det er usikkert, om alle de elliptiske galakser har oplevet galaksekollision. Der kan være en alternativ vej."
Formålet er at forstå galaktisk metamorfose, det internationale hold udforskede fjerne galakser 11 milliarder lysår væk. Fordi det tager tid for lyset fra fjerne objekter at nå os, ved at observere galakser 11 milliarder lysår væk, holdet kan se, hvordan universet så ud for 11 milliarder år siden, 3 milliarder år efter Big Bang. Dette svarer til topepoken for galaksedannelse; grundlaget for de fleste galakser blev dannet i denne epoke.
At modtage svagt lys, som har rejst 11 milliarder år, er hårdt arbejde. Holdet udnyttede kraften fra tre teleskoper til at anatomisere de gamle galakser. Først, de brugte NAOJ's 8,2-m Subaru-teleskop i Hawaii og udvalgte 25 galakser i denne epoke. Derefter målrettede de galakserne for observationer med NASA/ESA's Hubble Space Telescope (HST) og Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Astronomerne brugte HST til at fange lyset fra stjerner, som fortæller os "strømmen" (fra det tidspunkt, hvor lyset blev udsendt, 11 milliarder år siden) galaksernes form, mens ALMA observerede submillimeterbølger fra kolde skyer af gas og støv, hvor nye stjerner bliver dannet. Ved at kombinere de to, vi kender galaksernes former for 11 milliarder år siden, og hvordan de udvikler sig.
Stjerner dannes aktivt i det massive reservoir af støv og gas i midten af galaksen. Kredit:NAOJ
Takket være deres høje opløsning, HST og ALMA kunne illustrere galaksernes metamorfose. Med HST-billeder fandt holdet, at en diskkomponent dominerer galakserne. I mellemtiden ALMA billederne viser, at der er et massivt reservoir af gas og støv, stjernernes materiale, så stjerner dannes meget aktivt. Stjernedannelsesaktiviteten er så høj, at der vil blive dannet et stort antal stjerner i galaksernes centre. Dette får astronomerne til at tro, at galakserne i sidste ende vil blive domineret af stjernebulen og blive elliptiske eller linseformede galakser.
"Her, vi opnåede faste beviser for, at tætte galaktiske kerner kan dannes uden galakse -kollisioner. De kan også dannes af intens stjernedannelse i hjertet af galaksen." sagde Tadaki. Holdet brugte European Southern Observatory's Very Large Telescope til at observere målgalakserne og bekræftede, at der ikke er indikationer på massive galaksekollisioner.
Først er galaksen domineret af skivekomponenten (til venstre), men aktiv stjernedannelse sker i den enorme støv- og gassky i midten af galaksen (midten). Så domineres galaksen af stjernebulen og bliver til en elliptisk eller linseformet galakse. Kredit:NAOJ
For næsten 100 år siden, Den amerikanske astronom Edwin Hubble opfandt det morfologiske klassifikationsskema for galakser. Siden da, mange astronomer har viet en betydelig indsats for at forstå oprindelsen af sorten i galakseformer. Ved hjælp af de mest avancerede teleskoper, moderne astronomer er kommet et skridt tættere på at løse galaksernes mysterier.