Sjældent relikvie er en af ​​kun tre fossile skyer, der er kendt i universet

En levnsky af gas, forældreløs efter Big Bang, er blevet opdaget i det fjerne univers af astronomer ved hjælp af verdens mest kraftfulde optiske teleskop, W. M. Keck Observatory på Maunakea, Hawaii.

Opdagelsen af ​​et så sjældent fossil, ledet af ph.d.-studerende Fred Robert og professor Michael Murphy ved Swinburne University of Technology, tilbyder nye oplysninger om, hvordan de første galakser i universet blev dannet.

"Overalt hvor vi ser hen, gassen i universet er forurenet af tunge affaldsstoffer fra eksploderende stjerner, " siger Robert. "Men denne særlige sky virker uberørt, uforurenet af stjerner selv 1,5 milliarder år efter Big Bang."

"Hvis det overhovedet har tunge elementer, det skal være mindre end 1/10, 000 af den andel, vi ser i vores sol. Dette er ekstremt lavt; den mest overbevisende forklaring er, at det er et sandt levn fra Big Bang."

Resultaterne vil blive offentliggjort i tidsskriftet Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society . Et fortryk af papiret, "Udforsker oprindelsen af ​​en ny, tilsyneladende metalfri gassky ved z =4,4, " er tilgængelig online på arxiv.org/abs/1812.05098.

Robert og hans team brugte to af Keck Observatorys instrumenter – Echellette Spectrograph and Imager (ESI) og High-Resolution Echelle Spectrometer (HIRES) – til at observere spektret af en kvasar bag gasskyen.

kvasaren, som udsender et klart skær af materiale, der falder ned i et supermassivt sort hul, giver en lyskilde, mod hvilken brintens spektrale skygger i gasskyen kan ses.

"Vi målrettede kvasarer, hvor tidligere forskere kun havde set skygger fra brint og ikke fra tunge grundstoffer i spektre af lavere kvalitet, " siger Robert. "Dette gjorde det muligt for os at opdage et så sjældent fossil hurtigt med den dyrebare tid på Keck Observatorys tvillingteleskoper."

De eneste to andre kendte fossile skyer blev opdaget i 2011 af professor Michele Fumagalli fra Durham University, John O'Meara, tidligere professor ved St. Michael's College og nu den nye Chief Scientist ved Keck Observatory, og professor J. Xavier Prochaska fra University of California, Santa Cruz; både Fumagalli og O'Meara er medforfattere til denne nye forskning i den tredje fossile sky.

"De to første var serendipitale opdagelser, og vi troede, de var toppen af ​​isbjerget. Men ingen har opdaget noget lignende - de er tydeligvis meget sjældne og svære at se. Det er fantastisk endelig at opdage en systematisk, " siger O'Meara.

"Det er nu muligt at undersøge for disse fossile levn fra Big Bang, " siger Murphy. "Det vil fortælle os præcis, hvor sjældne de er og hjælpe os med at forstå, hvordan nogle gas dannede stjerner og galakser i det tidlige univers, og hvorfor nogle ikke gjorde det."