Kulstofkokoner omgiver voksende galakser – ALMA opdager den tidligste miljøforurening i universet

Forskere har opdaget gigantiske skyer af gasformigt kulstof, der spænder over mere end en radius på 30, 000 lysår omkring unge galakser ved hjælp af Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Dette er den første bekræftelse af, at carbonatomer produceret inde i stjerner i det tidlige univers har spredt sig ud over galakser. Ingen teoretiske undersøgelser har forudsagt så store kulstofkokoner omkring voksende galakser, hvilket rejser spørgsmål om vores nuværende forståelse af kosmisk evolution.

"Vi undersøgte ALMA Science Archive grundigt og indsamlede alle de data, der indeholder radiosignaler fra kulstofioner i galakser i det tidlige univers, kun en milliard år efter Big Bang, " siger Seiji Fujimoto, forskningsoplæggets hovedforfatter, som er astronom ved Københavns Universitet, og en tidligere ph.d. studerende ved University of Tokyo. "Ved at kombinere alle data, vi opnåede en hidtil uset følsomhed. At opnå et datasæt af samme kvalitet med én observation ville tage 20 gange længere tid end typiske ALMA-observationer, hvilket er næsten umuligt at opnå."

Tunge grundstoffer som kulstof og ilt fandtes ikke i universet på tidspunktet for Big Bang. De blev dannet senere ved kernefusion i stjerner. Imidlertid, det er endnu ikke forstået, hvordan disse elementer spredes i hele universet. Astronomer har fundet tunge grundstoffer inde i babygalakser, men ikke ud over disse galakser, på grund af deres teleskopers begrænsede følsomhed. Dette forskerhold opsummerede de svage signaler, der var gemt i dataarkivet, og rykkede grænserne.

"De gasformige kulstofskyer er næsten fem gange større end fordelingen af ​​stjerner i galakserne, som observeret med Hubble-rumteleskopet, " forklarer Masami Ouchi, en professor ved National Astronomical Observatory of Japan og University of Tokyo. "Vi fik øje på diffuse, men enorme skyer, der svævede i det kulsorte univers."

Derefter, hvordan blev kulstofkokonerne dannet? "Supernovaeksplosioner på det sidste stadie af stjernernes liv uddriver tunge grundstoffer dannet i stjernerne, " siger professor Rob Ivison, direktør for videnskab ved European Southern Observatory. "Energetiske jetfly og stråling fra supermassive sorte huller i galaksernes centre kan også hjælpe med at transportere kulstof uden for galakserne og endelig til hele universet. Vi er vidne til denne igangværende diffusionsproces, den tidligste miljøforurening i universet."

Forskerholdet bemærker, at teoretiske modeller på nuværende tidspunkt ikke er i stand til at forklare så store kulstofskyer omkring unge galakser, sandsynligvis indikerer, at en ny fysisk proces skal inkorporeres i kosmologiske simuleringer. "Unge galakser ser ud til at udsende en mængde kulstofrig gas, der langt overstiger vores forventning, " siger Andrea Ferrara, en professor ved Scuola Normale Superiore di Pisa.

Holdet bruger nu ALMA og andre teleskoper rundt om i verden til yderligere at udforske konsekvenserne af opdagelsen for galaktiske udstrømninger og kulstofrige glorier omkring galakser.