Ti gange flere hyperlysende galakser observeret, end stjerner kan producere

Et hold af astronomer ledet af SRON Netherlands Institute for Space Research har observeret 10 gange flere hyperlysende galakser i det infrarøde, end stjerner kan producere ifølge modellerne. Hvis teorien er korrekt, det betyder, at stjerner alene ikke kan forklare lysstyrken af ​​de mest lysende infrarøde galakser. Avisen blev offentliggjort i et særnummer af Astronomi og astrofysik .

Efter at universet opstod fra Big Bang for 13,8 milliarder år siden, galakser fyldt med stjerner begyndte at dannes relativt hurtigt omkring 3 milliarder år senere. Der var masser af gas at gå rundt, så en lille del af disse tidlige galakser var i stand til at vokse til massive, hyperlysende galakser, med en lysstyrke på 10 billioner sole. Da gasreserverne blev opbrugt med tiden, færre galakser kunne vokse i et hurtigt tempo.

Da astronomer observerede universet med det infrarøde rumteleskop Herschel, de fandt ud af, at denne teori stort set stemmer overens. Imidlertid, i absolutte tal, det så ud til, at der er over en størrelsesorden for mange hyperlysende infrarøde galakser, både i det tidlige univers og nyere epoker. Desværre, Herschels rumlige opløsning kunne ikke løse alle individuelle galakser, så de kunne ikke sige det med sikkerhed.

Et internationalt hold af astronomer, ledet af Lingyu Wang fra SRON og RUG, har nu brugt LOFAR-teleskopet - med højere rumlig opløsning - til at skelne mellem galakser individuelt. De fandt ud af, at der er over en størrelsesorden flere hyperlysende galakser, end teorien forudsiger. Med en usikkerhed på en faktor to, de kan med sikkerhed sige, at vi skal lede efter en anden teori.

"Vi studerer nu, hvilke fysiske mekanismer der kan drive sådanne ekstreme galakser, " siger Wang. "Er de drevet af stjernedannelse eller af supermassive sorte hul-tilvækst? Hvis drevet af stjernedannelse, hyperlysende infrarøde galakser ville danne stjerner med et par tusinde solmasser om året. Teoretiske modeller kan ikke producere så mange galakser, der danner stjerner ved så ekstreme hastigheder. Så et alternativt scenario er, at de overvejende drives af tilvækst aktivitet omkring det centrale sorte hul. Vi har brug for flere opfølgende observationer for at studere den sande natur af disse ekstreme objekter."

Holdet vil udføre denne opfølgende undersøgelse ved hjælp af Keck-observatoriet. Det vil give dem mere nøjagtige data om galaksers rødforskydning og derfor deres afstand. Keck har et optisk teleskop, giver spektre. Astronomer udleder rødforskydningen fra spektre ved at se på, hvor mange bølgelængder de karakteristiske fingeraftryk har forskudt.