Fødsel af universets tidligste galakser observeret for første gang

Ved hjælp af James Webb-rumteleskopet er Københavns Universitets forskere blevet de første til at se dannelsen af ​​tre af de tidligste galakser i universet for mere end 13 milliarder år siden. Den sensationelle opdagelse bidrager med vigtig viden om universet og er nu udgivet i Science .

For første gang i astronomiens historie har forskere ved Niels Bohr Institutet været vidne til fødslen af ​​tre af universets absolut tidligste galakser, et sted mellem 13,3 og 13,4 milliarder år siden.

Opdagelsen blev gjort ved hjælp af James Webb-rumteleskopet, som bragte disse første "levende observationer" af formative galakser ned til os her på Jorden.

Gennem teleskopet var forskerne i stand til at se signaler fra store mængder gas, der akkumuleres og ophobes på en minigalakse i færd med at blive bygget. Selvom det er sådan galakser dannes ifølge teorier og computersimuleringer, var det faktisk aldrig blevet set.

"Man kan sige, at dette er de første 'direkte' billeder af galaksedannelse, som vi nogensinde har set. Mens James Webb tidligere har vist os tidlige galakser på senere stadier af evolutionen, er vi her vidne til selve deres fødsel, og dermed konstruktion af de første stjernesystemer i universet," siger adjunkt Kasper Elm Heintz fra Niels Bohr Institutet, der har ledet det nye studie.

Galakser født kort efter Big Bang

Forskerne vurderer, at fødslen af ​​de tre galakser fandt sted omkring 400-600 millioner år efter Big Bang, eksplosionen, der startede det hele. Selvom det lyder som lang tid, svarer det til galakser, der dannes i løbet af de første 3-4 % af universets 13,8 milliarder år samlede levetid.

Kort efter Big Bang var universet en enorm uigennemsigtig gas af brintatomer – i modsætning til i dag, hvor nattehimlen er plettet med et tæppe af veldefinerede stjerner.

"I løbet af de få hundrede millioner år efter Big Bang blev de første stjerner dannet, før stjerner og gas begyndte at smelte sammen til galakser. Det er den proces, som vi ser begyndelsen på i vores observationer," forklarer lektor Darach Watson.

Fødslen af ​​galakser fandt sted på et tidspunkt i universets historie kendt som reioniseringsepoken, hvor energien og lyset fra nogle af de første galakser brød igennem brintgaståger.

Det er netop disse store mængder brintgas, som forskerne fangede ved hjælp af James Webb-rumteleskopets infrarøde syn. Dette er den fjerneste måling af den kolde, neutrale brintgas, som er stjernernes og galaksernes byggesten, opdaget af videnskabelige forskere til dato.

Føjer til forståelsen af ​​vores oprindelse

Undersøgelsen er udført af Kasper Elm Heintz i tæt samarbejde med – blandt andre – forskerkolleger Darach Watson, Gabriel Brammer og ph.d. studerende Simone Vejlgaard fra Cosmic Dawn Center på Københavns Universitets Niels Bohr Institute — et center, hvis erklærede mål er at undersøge og forstå universets begyndelse. Dette seneste resultat bringer dem meget tættere på at gøre netop det.

Forskerholdet har allerede ansøgt om mere observationstid med James Webb Space Telescope med håb om at udvide deres nye resultat og lære mere om den tidligste epoke i dannelsen af ​​galakser.

"Foreløbig handler det her om at kortlægge vores nye observationer af galakser, der dannes i endnu større detaljer end tidligere. Samtidig forsøger vi hele tiden at skubbe grænsen for, hvor langt ud i universet, vi kan se. Så måske vi vil nå endnu længere," siger Vejlgaard.

Ifølge forskeren bidrager den nye viden til at besvare et af menneskehedens mest basale spørgsmål.

"Et af de mest grundlæggende spørgsmål, som vi mennesker altid har stillet, er 'Hvor kommer vi fra?' Her samler vi lidt mere af svaret ved at kaste lys over det øjeblik, hvor nogle af universets første strukturer blev skabt. Det er en proces, som vi vil undersøge nærmere, indtil vi forhåbentlig er i stand til at passe endnu flere dele af puslespillet sammen,« slutter lektor Brammer.

Undersøgelsen er udført af forskerne Kasper E. Heintz, Darach Watson, Gabriel Brammer, Simone Vejlgaard, Anne Hutter, Victoria B. Strait, Jorryt Matthee, Pascal A. Oesch, Pall Jakobsson, Nial R. Tanvir, Peter Laursen, Rohan P. Naidu, Charlotte A. Mason, Meghana Killi, Intae Jung, Tiger Yu-Yang Hsiao, Abdurro'uf, Dan Coe, Pablo Arrabal Haro, Steven L. Finkelstein og Sune Toft.