Haro 11 galaxy closeup view. Billedkredit: Hubble. Klik for at forstørre
En lille galakse har givet astronomer et glimt af en tid, hvor de første lyse objekter i universet dannede sig, hvilket sluttede de mørke tidsalder, der fulgte efter universets fødsel.
Astronomer fra Sverige, Spanien og Johns Hopkins Universitet brugte NASAs Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE) satellit til at foretage den første direkte måling af ioniserende stråling, der lækker fra en dværg galakse, der gennemgår en burst af stjernedannelse. Resultatet, som har konsekvenser for at forstå, hvordan det tidlige univers udviklede sig, vil hjælpe astronomer med at bestemme, om de første stjerner? eller en anden type objekt? sluttede den kosmiske mørke tidsalder.
Holdet præsenterer sine resultater 12. januar på American Astronomical Society's 207. møde i Washington, D.C.
Af mange astronomer anses for at være relikvier fra et tidligt stadie af universet, er dværggalakser små, meget svage galakser, der indeholder en stor brøkdel af gas og relativt få stjerner. I henhold til en model for galaksdannelse blev mange af disse mindre galakser fusioneret for at opbygge dagens større. Hvis det er sandt, kan nogen dværggalakser, der er observeret nu, betragtes som ”fossiler”, der formåede at overleve? uden væsentlige ændringer? fra en tidligere periode.
Anført af Nils Bergvall fra det astronomiske observatorium i Uppsala, Sverige, observerede holdet en lille galakse, kendt som Haro 11, som ligger omkring 281 millioner lysår væk i den sydlige stjernebilledet Sculptor. Holdets analyse af FUSE-data producerede et vigtigt resultat: mellem 4 procent og 10 procent af den ioniserende stråling produceret af de varme stjerner i Haro 11 er i stand til at flygte ud i intergalaktisk rum.
Ionisering er den proces, hvorved atomer og molekyler strippes for elektroner og omdannes til positivt ladede ioner. Ioniseringsniveauets historie er vigtig for at forstå udviklingen af strukturer i det tidlige univers, fordi det bestemmer, hvor let stjerner og galakser kan danne sig, ifølge BG Andersson, en forsker i Henry A. Rowland Department of Physics and Astronomy at Johns Hopkins, og et medlem af FUSE-teamet.
”Jo mere ioniseret en gas bliver, desto mindre effektivt kan den afkøle. Kølehastigheden styrer på sin side gasens evne til at danne tættere strukturer, såsom stjerner og galakser, ”sagde Andersson. Jo varmere gas, jo mindre sandsynligt er det for strukturer at danne sig, sagde han.
Universets ioniseringshistorie afslører derfor, hvornår de første lysende objekter dannede sig, og når de første stjerner begyndte at skinne.
Big Bang fandt sted for omkring 13,7 milliarder år siden. På det tidspunkt var babyuniverset for varmt til, at lys kunne skinne. Materiale blev fuldstændigt ioniseret: atomer blev brudt op i elektroner og atomkerner, der spreder lys som tåge. Da det ekspanderede og derefter afkøles, blev stoffet kombineret i neutrale atomer i nogle af de letteste elementer. Aftrykket af denne overgang i dag ses som kosmisk mikrobølgebaggrundsstråling.
Det nuværende univers er imidlertid overvejende ioniseret; astronomer er generelt enige om, at denne reionisering fandt sted for mellem 12,5 og 13 milliarder år siden, da de første storskala galakser og galakse klynger blev dannet. Detaljerne om denne ionisering er stadig uklare, men er af intens interesse for astronomer, der studerer disse såkaldte ”mørke aldre” i universet.
Astronomer er usikre på, om de første stjerner eller en anden type objekt afsluttede de mørke tidsalder, men FUSE-observationer af “Haro 11” giver en anelse.
Observationerne hjælper også med at øge forståelsen af, hvordan universet blev genoptaget. Ifølge teamet inkluderer sandsynligvis bidragydere den intense stråling, der genereres, når materien faldt i sorte huller, der dannede det, vi nu ser som kvasarer og lækage af stråling fra regioner med tidlig stjernedannelse. Men indtil nu har der ikke været direkte bevis for levedygtigheden af sidstnævnte mekanisme.
”Dette er det seneste eksempel, hvor FUSE-observationen af et relativt nærliggende objekt har vigtige konsekvenser for kosmologiske spørgsmål,” sagde Dr. George Sonneborn, NASA / FUSE-projektforsker ved NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.
Dette resultat er blevet accepteret til offentliggørelse af det europæiske tidsskrift Astronomy and Astrophysics.
Original kilde: JHU News Release
