Astronomer registrerer hvirvelbevægelser i de tidligste galakser

Astronomer har set tilbage til en tid kort efter Big Bang, og har opdaget hvirvlende gas i nogle af de tidligste galakser, der er dannet i universet. Disse 'nyfødte' - observeret, som de dukkede op for næsten 13 milliarder år siden - snurrede som et boblebad, ligner vores egen Mælkevej. Det er første gang, at det har været muligt at detektere bevægelser i galakser på et så tidligt tidspunkt i universets historie.

Et internationalt hold ledet af Dr. Renske Smit fra Kavli Institute of Cosmology ved University of Cambridge brugte Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile til at åbne et nyt vindue til det fjerne univers, og har for første gang været i stand til at identificere normale stjernedannende galakser på et meget tidligt tidspunkt i den kosmiske historie med dette teleskop. Resultaterne er rapporteret i journalen Natur , og vil blive præsenteret på det 231. møde i American Astronomical Society.

Lys fra fjerne objekter tager tid at nå Jorden, så at observere objekter, der er milliarder af lysår væk, gør os i stand til at se tilbage i tiden og direkte observere dannelsen af ​​de tidligste galakser. Universet på det tidspunkt, imidlertid, var fyldt med en slørende 'dis' af neutral brintgas, hvilket gør det svært at se dannelsen af ​​de allerførste galakser med optiske teleskoper.

Smit og hendes kolleger brugte ALMA til at observere to små nyfødte galakser, da de eksisterede blot 800 millioner år efter Big Bang. Ved at analysere det spektrale 'fingeraftryk' af det langt-infrarøde lys indsamlet af ALMA, de var i stand til at fastslå afstanden til galakserne og, for første gang, se den indre bevægelse af gassen, der gav næring til deres vækst.

"Indtil ALMA, vi har aldrig været i stand til at se dannelsen af ​​galakser så detaljeret, og vi har aldrig været i stand til at måle bevægelsen af ​​gas i galakser så tidligt i universets historie, " sagde medforfatter Dr Stefano Carniani, fra Cambridges Cavendish Laboratory og Kavli Institute of Cosmology.

Forskerne fandt ud af, at gassen i disse nyfødte galakser hvirvlede og roterede i en hvirvelbevægelse, ligner vores egen galakse og andre, mere modne galakser meget senere i universets historie. På trods af deres relativt lille størrelse - omkring fem gange mindre end Mælkevejen - dannede disse galakser stjerner med en højere hastighed end andre unge galakser, men forskerne var overraskede over at opdage, at galakserne ikke var så kaotiske som forventet.

"I det tidlige univers, tyngdekraften fik gas til at strømme hurtigt ind i galakserne, at røre dem op og danne en masse nye stjerner - voldsomme supernovaeksplosioner fra disse stjerner gjorde også gassen turbulent, sagde Smit, som er Rubicon Fellow ved Cambridge, sponsoreret af den hollandske organisation for videnskabelig forskning. "Vi forventede, at unge galakser ville være dynamisk 'rodet', på grund af ravage forårsaget af eksploderende unge stjerner, men disse minigalakser viser evnen til at bevare orden og fremstår velregulerede. På trods af deres lille størrelse, de vokser allerede hurtigt til at blive en af ​​de 'voksne' galakser, som vi lever i i dag."

Dataene fra dette projekt om små galakser baner vejen for større studier af galakser i løbet af de første milliarder år af kosmisk tid. Forskningen blev delvist finansieret af European Research Council og UK Science and Technology Facilities Council (STFC).