Astronomer identificerer nogle af de ældste galakser i universet

Astronomer har identificeret nogle af de tidligste galakser i universet.

Holdet fra Institute for Computational Cosmology ved Durham University og Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, har fundet beviser på, at de svageste satellitgalakser, der kredser om vores egen Mælkevejsgalakse, er blandt de allerførste galakser, der blev dannet i vores univers.

Forskere, der arbejder på denne forskning, har beskrevet fundet som "enormt spændende" og forklarer, at det at finde nogle af universets tidligste galakser, der kredser om Mælkevejen, er "svarende til at finde resterne af de første mennesker, der beboede Jorden."

Forskergruppens resultater tyder på, at galakser inklusive Segue-1, Bootes I, Tucana II og Ursa Major I er faktisk nogle af de første galakser, der nogensinde er dannet, menes at være over 13 milliarder år gammel.

Da universet var omkring 380, 000 år gammel, de allerførste dannede atomer. Disse var brintatomer, det enkleste grundstof i det periodiske system. Disse atomer samlede sig til skyer og begyndte gradvist at afkøle og sætte sig ned i de små klumper eller "haloer" af mørkt stof, der dukkede op fra Big Bang.

Denne afkølingsfase, kendt som "den kosmiske mørke middelalder", varede omkring 100 millioner år. Til sidst, gassen, der var afkølet inde i glorierne, blev ustabil og begyndte at danne stjerner – disse objekter er de allerførste galakser, der nogensinde er blevet dannet.

Med dannelsen af ​​de første galakser, universet brød ud i lys, bringer den kosmiske mørke middelalder til ophør.

Dr. Sownak Bose, ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, arbejder med Dr. Alis Deason og professor Carlos Frenk ved Durham University's ICC, identificeret to populationer af satellitgalakser, der kredser om Mælkevejen.

Den første var en meget svag befolkning bestående af de galakser, der blev dannet under den "kosmiske mørke tidsalder". Den anden var en lidt lysere befolkning bestående af galakser, der blev dannet hundreder af millioner af år senere, engang var brinten, der var blevet ioniseret af den intense ultraviolette stråling udsendt af de første stjerner, i stand til at afkøle til mere massive mørkt stof-haloer.

Bemærkelsesværdigt, holdet fandt ud af, at en model for galaksedannelse, som de tidligere havde udviklet, stemte perfekt overens med dataene, giver dem mulighed for at udlede dannelsestiderne for satellitgalakserne.

Deres resultater er offentliggjort i Astrofysisk tidsskrift .

Professor Carlos Frenk, Direktør for Durham University's Institute for Computational Cosmology, sagde:"At finde nogle af de allerførste galakser, der blev dannet i vores univers i kredsløb i Mælkevejens egen baghave, er den astronomiske ækvivalent til at finde resterne af de første mennesker, der beboede Jorden. Det er enormt spændende.

"Vores fund understøtter den nuværende model for udviklingen af ​​vores univers, 'Lambda-kold-mørkt-stof-modellen', hvor de elementære partikler, der udgør det mørke stof, driver den kosmiske evolution."

Den intense ultraviolette stråling udsendt af de første galakser ødelagde de resterende brintatomer ved at ionisere dem (slå deres elektroner ud), gør det svært for denne gas at afkøle og danne nye stjerner.

Processen med galaksedannelse gik i stå, og ingen nye galakser var i stand til at dannes i den næste milliard år eller deromkring.

Til sidst, glorierne af mørkt stof blev så massive, at selv ioniseret gas var i stand til at afkøle. Galaksedannelsen genoptog, kulminerer med dannelsen af ​​spektakulære lyse galakser som vores egen Mælkevej.

Dr. Sownak Bose, der var ph.d. student at the ICC when this work began and is now a research fellow at the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, said:"A nice aspect of this work is that it highlights the complementarity between the predictions of a theoretical model and real data.

"For et årti siden, the faintest galaxies in the vicinity of the Milky Way would have gone under the radar. With the increasing sensitivity of present and future galaxy censuses, a whole new trove of the tiniest galaxies has come into the light, allowing us to test theoretical models in new regimes."

Dr. Alis Deason, who is a Royal Society University Research Fellow at the ICC, Durham University, said:"This is a wonderful example of how observations of the tiniest dwarf galaxies residing in our own Milky Way can be used to learn about the early Universe."