Kernerne i massive galakser var allerede dannet 1,5 milliarder år efter Big Bang

En fjern galakse, der er mere massiv end vores Mælkevej - med mere end en billion stjerner - har afsløret, at 'kernerne' af massive galakser i universet var dannet allerede 1,5 milliarder år efter Big Bang, omkring 1 milliard år tidligere end tidligere målinger afslørede.

Forskere offentliggjorde deres analyse den 6. november, 2019 i The Astrophysical Journal Letters , et tidsskrift fra American Astronomical Society.

"Hvis vi peger et teleskop mod himlen og tager et dybt billede, vi kan se så mange galakser derude, " sagde Masayuki Tanaka, papirforfatter og lektor i astronomisk videnskab ved Graduate University for Advanced Studies og National Astronomical Observatory of Japan. "Men vores forståelse af, hvordan disse galakser dannes og vokser, er stadig ret begrænset - især når det kommer til massive galakser."

Galakser er bredt kategoriseret som døde eller levende:døde galakser danner ikke længere stjerner, mens levende galakser stadig er lyse med stjernedannelsesaktivitet. En 'slukningsgalakse' er en galakse i færd med at dø - hvilket betyder, at dens stjernedannelse er betydeligt undertrykt. Slukkende galakser er ikke så lyse som fuldt levende galakser, men de er ikke så mørke som døde galakser. Forskere bruger dette lysstyrkespektrum som den første identifikationslinje, når de observerer universet.

Forskerne brugte teleskoperne på W.M. Keck Observatory på Hawaii for at observere en slukningsgalakse i det, der kaldes Subaru/XMM-Newton Deep Field. Denne del af himlen er blevet nøje observeret af adskillige teleskoper, producerer et væld af data, som videnskabsmænd kan studere. Tanaka og hans team brugte et instrument kaldet MOSFIRE på Keck I-teleskopet til at opnå målinger af galaksen. De opnåede en to-mikron måling i det nær-infrarøde spektrum, som det menneskelige øje ikke kan se, men det bekræftede, at lyset fra galaksen blev udsendt kun 1,5 milliarder år efter Big Bang. Holdet bekræftede også, at galaksens stjernedannelse var undertrykt.

"Den undertrykte stjernedannelse fortæller dig, at en galakse er ved at dø, desværre, men det er præcis den slags galakse, vi ønsker at studere i detaljer for at forstå, hvorfor quenching forekommer, sagde Francesco Valentino, en medforfatter til papiret og en adjunkt ved Cosmic Dawn Center i København.

Ifølge Valentino, astronomer mener, at massive galakser er de første, der dør i universets historie, og at de har nøglen til at forstå, hvorfor quenching forekommer i første omgang.

"Vi fandt også ud af, at 'kernerne' af massive galakser i dag ser ud til at være fuldt dannet i det tidlige univers, " sagde Tanaka. Hvordan stjerner bevæger sig i en galakse afhænger af, hvor meget masse objektet indeholder. Tanaka og hans team fandt ud af, at stjernerne i den fjerne galakse ser ud til at bevæge sig lige så hurtigt som dem, der er tættere på hjemmet. "Den tidligere måling af denne art blev til, da universet var 2,5 milliarder år gammelt. Vi pressede rekorden op til 1,5 milliarder år og fandt, til vores overraskelse, at kernen allerede var ret moden."

Forskerne fortsætter med at undersøge, hvordan massive galakser dannes, og hvordan de dør i det tidlige univers, og de leder efter mere massive slukkegalakser i det fjerne univers, som kan kaste lys over tidligere faser af processen.

"Hvornår dukkede den første døde galakse op i universet?" spurgte Tanaka. "Dette er et meget interessant spørgsmål for os at tage fat på. For at gøre det, vi vil fortsætte med at observere den dybe himmel med de største teleskoper og udvide vores søgning, efterhånden som mere avancerede faciliteter bliver tilgængelige."