Overraskende modne galakser i det tidlige univers

Da universet kun var en tiendedel af sin nuværende alder, oplevede dets galakser en vækstspurt. Det var denne periode, som forskerne i ALPINE-projektet fokuserede på, da de brugte ESO's ALMA-teleskop til at udføre den første store undersøgelse af fjerne galakser nogensinde. Til deres overraskelse, disse galakser observeret i de tidlige stadier af deres liv var langt mere modne end forventet. Deres arbejde er genstand for en række artikler offentliggjort den 27. oktober 2020 i tidsskriftet Astronomi og astrofysik , underskrevet blandt andet af medlemmer af CNRS og Aix-Marseille Université.

Galakser begyndte at dannes meget tidligt i universets historie. For at studere deres barndom, det er derfor nødvendigt at gå tilbage til tidernes morgen, ved at observere meget fjerne galakser. ALPINE-projektet fokuserede på en periode mellem 1 og 1,5 milliarder år efter Big Bang, da de første galakser oplevede en fase med hurtig vækst. Selvom sådanne fjerne galakser allerede er blevet observeret, det er første gang, at så mange af dem er blevet undersøgt systematisk. Billeder af 118 massive galakser, opnået med Hubble (synligt lys) og Spitzer (nær infrarød) rumteleskoper, samt spektre erhvervet ved hjælp af de jordbaserede VLT- og Keck-teleskoper, blev suppleret med 70 timers observation med ALMA ved submillimeter bølgelængder (mellem de infrarøde og radiobølger).

ALMA kan kvantificere støv, et tegn på modenhed i galakser, og kold gas, som giver information om deres væksthastighed og antallet af stjerner, de kan danne, såvel som bevægelsen af ​​denne gas, dermed afsløre dynamikken i galakser. Og dette viste nogle overraskende data. Til at starte med, de observerede galakser viste sig at være meget rige ikke kun på kold gas, som fremmer stjernedannelsen, men også i støv, som menes at være et biprodukt af stjerner i slutningen af ​​deres liv. Så på trods af deres unge alder, disse galakser havde tilsyneladende set dannelsen og døden af ​​en første generation af stjerner. De undersøgte galakser udviser også en forbløffende mangfoldighed af former:nogle er uordnede, andre har allerede en roterende skive, der kan ende som en spiralstruktur som Mælkevejen, mens endnu andre er blevet set i gang med at fusionere. En anden overraskende observation er, at visse galakser ser ud til at udstøde gas, danner mystiske glorier omkring dem. Undersøgelsen rejser således en række nye spørgsmål om galaksernes tidlige udvikling.