ALMA finder det tidligste eksempel på fusionerende galakser

Forskere, der brugte ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) observerede iltsignaler, kulstof, og støv fra en galakse i det tidlige univers for 13 milliarder år siden. Dette er den tidligste galakse, hvor denne nyttige kombination af tre signaler er blevet opdaget. Ved at sammenligne de forskellige signaler, holdet fastslog, at galaksen faktisk er to galakser, der smelter sammen, hvilket gør det til det tidligste eksempel på fusionerende galakser, der endnu er opdaget.

Takuya Hashimoto, en postdoc forsker ved Japan Society for the Promotion of Science og Waseda University, og hans team brugte ALMA til at observere B14-65666, et objekt placeret 13 milliarder lysår væk i stjernebilledet Sextans. På grund af lysets begrænsede hastighed, de signaler, vi modtager fra B14-65666 i dag, skulle rejse i 13 milliarder år for at nå os. Med andre ord viser de os billedet af, hvordan galaksen så ud for 13 milliarder år siden, mindre end 1 milliard år efter Big Bang.

ALMA detekterede radioemissioner fra ilt, kulstof, og støv i B14-65666. Dette er den tidligste galakse, hvor alle tre af disse signaler er blevet detekteret. Detektionen af ​​flere signaler er vigtig, fordi de bærer komplementær information.

Dataanalyse viste, at emissionerne er opdelt i to klatter. Tidligere observationer med Hubble Space Telescope (HST) havde afsløret to stjernehobe i B14-65666. Nu med de tre emissionssignaler detekteret af ALMA, holdet var i stand til at vise, at de to klatter faktisk udgør et enkelt system, men de har forskellige hastigheder. Dette indikerer, at klatterne er to galakser i færd med at smelte sammen. Dette er det tidligst kendte eksempel på fusionerende galakser. Forskerholdet vurderede, at den samlede stjernemasse af B14-65666 er mindre end 10 % af Mælkevejen. Dette betyder, at B14-65666 er i de tidligste faser af sin udvikling. På trods af sin ungdom, B14-65666 producerer stjerner 100 gange mere aktivt end Mælkevejen. En sådan aktiv stjernedannelse er en anden vigtig signatur af galaktiske fusioner, fordi gaskompressionen i kolliderende galakser naturligt fører til sprængfyldt stjernedannelse.

"Med rige data fra ALMA og HST, kombineret med avanceret dataanalyse, vi kunne sætte brikkerne sammen for at vise, at B14-65666 er et par fusionerende galakser i den tidligste æra af universet, " forklarer Hashimoto. "Detektion af radiobølger fra tre komponenter i et så fjernt objekt demonstrerer tydeligt ALMAs høje evne til at undersøge det fjerne univers."

Moderne galakser som vores Mælkevej har oplevet utallige, ofte voldelige, fusioner. Nogle gange slugte en større galakse en mindre. I sjældne tilfælde, galakser med lignende størrelser fusionerede for at danne en ny, større galakse. Fusioner er afgørende for galakseudviklingen, så mange astronomer er ivrige efter at spore fusionernes historie tilbage.

"Vores næste skridt er at søge efter nitrogen, et andet væsentligt kemisk element, og endda carbonmonoxidmolekylet, " sagde Akio Inoue, professor ved Waseda University. "Ultimativt, vi håber at observationsmæssigt forstå cirkulationen og akkumuleringen af ​​elementer og materiale i sammenhæng med galaksedannelse og evolution."