Ikke-detektering af nøglesignal gør det muligt for astronomer at bestemme, hvad de første galakser var og ikke var som

Astronomer har brugt Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) til at lede efter et specifikt signal fra en galakse, der eksisterede for 13,4 milliarder år siden, da universet kun var 500 millioner år gammelt. Selvom ALMA ikke kunne registrere dette signal, var forskerne i stand til at bestemme nogle vigtige egenskaber ved denne galakse ved at studere de "negative" resultater af deres søgning.

Signalet, som astronomerne ledte efter, kaldes den rødforskudte 21-centimeter linje, som udsendes af neutral brintgas. Denne gas var meget almindelig i det tidlige univers, før stjerner og galakser havde en chance for at danne og omdanne brinten til andre grundstoffer. Ved at detektere 21-centimeter-linjen kan astronomer lære om egenskaberne af den neutrale brintgas og forholdene i det tidlige univers.

I dette tilfælde ledte astronomerne efter 21-centimeter-linjen fra en galakse kaldet MACS1149-JD1, som er den fjerneste galakse, der hidtil er kendt. Galaksen er så langt væk, at dens lys har rejst i 13,4 milliarder år for at nå Jorden. Da lyset fra MACS1149-JD1 blev udsendt, var universet kun 500 millioner år gammelt.

ALMA er det kraftigste teleskop i verden til at studere 21-centimeter-linjen. Selv ALMA kunne dog ikke detektere signalet fra MACS1149-JD1. Det betyder, at den neutrale brintgas i galaksen skal være meget kold og tæt. Astronomerne vurderer, at gastemperaturen kun er 20 Kelvin (ca. -253 grader Celsius), og tætheden er omkring 100 gange højere end tætheden af ​​brintgas i Mælkevejsgalaksen.

Ikke-detektionen af ​​21-centimeter-linjen fra MACS1149-JD1 giver vigtige oplysninger om egenskaberne for de første galakser. Det tyder på, at disse galakser var meget kolde og tætte, og at de endnu ikke var ved at danne stjerner. Denne information hjælper astronomer med at forstå, hvordan galakser udviklede sig i det tidlige univers.