Lyser mørke galakser op

På trods af betydelige fremskridt gennem det sidste halve århundrede med at forstå, hvordan galakser dannes, Der er stadig vigtige åbne spørgsmål om, hvordan præcis den diffuse gas i det intergalaktiske medium omdannes til stjerner. En mulighed, foreslået i nyere teoretiske modeller, er, at den tidlige fase af galaksedannelsen involverer en epoke, hvor galakser indeholder en stor mængde gas, men stadig er ineffektive til at danne stjerner. Direkte bevis for en sådan mørk fase har hidtil været uhåndgribelig, dog - trods alt, mørke galakser udsender ikke meget synligt lys. Observationsopdagelsen af ​​sådanne galakser ville derfor udfylde et vigtigt hul i vores forståelse af galakseudviklingen.

Der er måder at identificere mørke galakser på, imidlertid. Et internationalt team ledet af Dr. Raffaella Anna Marino og Prof. Sebastiano Cantalupo fra Institut for Fysik ved ETH Zürich har nu gjort netop det, og var i stand til at søge på himlen efter potentielle mørke galakser med hidtil uset effektivitet. De rapporterer deres resultater i et papir offentliggjort i dag i The Astrophysical Journal , og har identificeret mindst seks stærke kandidater til mørke galakser.

For at overvinde forhindringen, at deres målobjekter er mørke, holdet brugte kvasarer som en slags lommelygte. Disse udsender intenst ultraviolet lys, som igen inducerer fluorescerende emission i brintatomer kendt som Lyman-alfa-linjen. Som resultat, signalet fra mørke galakser i nærheden af ​​kvasaren får et løft, gør dem synlige. Sådan fluorescerende belysning er blevet brugt før i søgninger efter mørke galakser, men Marino et al. søgte i nærheden af ​​kvasarer på større afstande, end det har været muligt i tidligere observationer.

De erhvervede den fulde spektrale information for hver af de mørke galakse-kandidater. Dybe observationer - 10 timer for hvert af de seks kvasarfelter, de studerede - gjorde det muligt for Marino og hendes kolleger effektivt at skelne mørkegalaksekandidater fra andre kilder. Fra oprindeligt 200 Lyman-alfa-emittere, et halvt dusin områder tilbage, der sandsynligvis ikke er normale stjernedannende stjernepopulationer, hvilket gør dem til robuste kandidater til mørke galakser.

Fremskridtene inden for observationsevne er blevet mulige takket være Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) instrumentet ved Very Large Telescope (VLT) af European Southern Observatory (ESO) i Chile. I det væsentlige, tidligere undersøgelser var begrænset til billeddannelse af et relativt snævert frekvensbånd, som specifikke filtre skulle designes til. MUSE-instrumentet tillod i stedet at jage 'blindt' - uden filtre - efter mørke galakser omkring kvasarer i større afstande fra Jorden, end det hidtil havde været muligt.