Stigningen og faldet af Ziggy-stjernedannelsen og det rige støv fra gamle stjerner

Forskere har opdaget et radiosignal fra rigeligt interstellart støv i MACS0416_Y1, en galakse 13,2 milliarder lysår væk i stjernebilledet Eridanus. Standardmodeller kan ikke forklare så meget støv i en galakse så ung, tvinger os til at gentænke stjernedannelsens historie. Forskere mener nu, at MACS0416_Y1 oplevede forskudt stjernedannelse med to intense stjerneskudsperioder 300 millioner og 600 millioner år efter Big Bang med en stille fase imellem.

Stjerner er de vigtigste spillere i universet, men de understøttes af de usete scenehands backstage:Stjernestøv og gas. Kosmiske skyer af støv og gas er steder for stjernedannelse og mesterlige historiefortællere om den kosmiske historie.

"Støv og relativt tunge grundstoffer som ilt spredes ved stjerners død, " sagde Yoichi Tamura, en lektor ved Nagoya University og hovedforfatteren af ​​forskningspapiret, "Derfor, en påvisning af støv på et tidspunkt indikerer, at en række stjerner allerede er dannet og døde længe før det tidspunkt."

Brug af ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), Tamura og hans hold observerede den fjerne galakse MACS0416_Y1. På grund af lysets begrænsede hastighed, de radiobølger, vi observerer fra denne galakse i dag, skulle rejse i 13,2 milliarder år for at nå os. Med andre ord giver de et billede af, hvordan galaksen så ud for 13,2 milliarder år siden, som kun er 600 millioner år efter Big Bang.

Astronomerne opdagede et svagt, men afslørende signal om radioemissioner fra støvpartikler i MACS0416_Y1. Hubble-rumteleskopet, Spitzer-rumteleskopet, og European Southern Observatory's Very Large Telescope har observeret lyset fra stjerner i galaksen; og ud fra dens farve anslår de stjernealderen til at være 4 millioner år.

"Det er ikke nemt, " sagde Tamura halvt fortabt i en månedagdrøm. "Støvet er for rigeligt til at være blevet dannet på 4 millioner år. Det er overraskende, men vi er nødt til at holde fast i os selv. Ældre stjerner gemmer sig måske i galaksen, eller de kan være uddøde og allerede forsvundet."

"Der er blevet foreslået adskillige ideer til at overvinde denne 'støvbudgetkrise', " sagde Ken Mawatari, en forsker ved University of Tokyo. "Imidlertid, ingen er afgørende. Vi lavede en ny model, som ikke behøver nogen ekstreme antagelser, der afviger langt fra vores viden om stjernernes liv i nutidens univers. Modellen forklarer godt både farven på galaksen og mængden af ​​støv." I denne model, det første udbrud af stjernedannelse startede ved 300 millioner år og varede 100 millioner år. Efter det, stjernedannelsesaktiviteten gik stille for en tid, og derefter genstartet ved 600 millioner år. Forskerne mener, at ALMA observerede denne galakse i begyndelsen af ​​dens anden generation af stjernedannelse.

"Støv er et afgørende materiale for planeter som Jorden, " forklarer Tamura. "Vores resultat er et vigtigt skridt fremad for at forstå universets tidlige historie og støvets oprindelse."

Undersøgelsen er offentliggjort i Astrofysisk tidsskrift .