Billedtekst: En kunstners gengivelse af galaksen BX442 og dens ledsager dværg galakse (øverst til venstre). Kredit: Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics / Joe Bergeron
Gamle stjernelys, der rejste i 10,7 milliarder år, har bragt en overraskelse - bevis på en spiralgalakse længe før det vides at andre spiralgalakser har dannet sig.
”Når du går tilbage i tiden til det tidlige univers, ser galakser virkelig underlige, klumpede og uregelmæssige, ikke symmetriske,” sagde Alice Shapley, en UCLA-lektor i fysik og astronomi, og medforfatter til en undersøgelse rapporteret i dagens tidsskrift Nature . ”Langt de fleste gamle galakser ligner togvrag. Vores første tanke var, hvorfor er denne så anderledes og så smuk? ”
Galakser findes i dag i en række unikke former og størrelser. Nogle, ligesom vores Mælkevejsgalakse, roterer skiver med stjerner og gas kaldet spiralgalakser. Andre galakser, kaldet elliptiske galakser, ligner gigantiske kugler af ældre rødlige stjerner, der bevæger sig i tilfældige retninger. Så er der en række mindre uregelmæssige formede galakser bundet sammen af tyngdekraften, men mangler nogen synlig struktur. En stor, forskelligartet befolkning af disse typer uregelmæssige galakser dominerede det tidlige univers, siger Shapely.
Det tog 10,7 milliarder år at komme til Jorden for lys fra denne utroligt fjerne spiralgalakse, der rejste næsten seks billioner kilometer om året. kun 3 milliarder år efter universet blev oprettet i en begivenhed kaldet Big Bang.
Ifølge en pressemeddelelse fra UCLA brugte astronomer de skarpe øjne af Hubble-rumteleskopet til at spionere på 300 meget fjerne galakser i det tidlige univers. Videnskabsmændene troede oprindeligt, at deres galakse, en af de mest massive i deres undersøgelse, der foregik under det uglamorøse navn BX442, var en illusion, måske to galakser, der var lagt oven på hinanden.
”Det faktum, at denne galakse findes, er forbløffende,” sagde David Law, hovedforfatter af studiet og Dunlap Institute postdoktor ved University of Toronto's Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics. "Nuværende visdom hævder, at sådanne 'grand-design' spiralgalakser simpelthen ikke eksisterede på et så tidligt tidspunkt i universets historie." En 'grand design'-galakse har fremtrædende, velformede spiralarme.
For at forstå deres image yderligere brugte astronomer et unikt, avanceret instrument kaldet OSIRIS-spektrograf ved W.M. Keck-observatorium oven på Hawaiis sovende vulkan Mauna Kea. Instrumentet, der er bygget af UCLA-professor James Larkin, lod dem studere lys fra ca. 3.600 steder i og omkring BX442. Dette spektre gav dem de ledetråd, de havde brug for for at vise, at de faktisk så på en enkelt, roterende spiral galakse.
Mens spiralgalakser er rigelige i hele det nuværende kosmos, var det ikke altid tilfældet. Spiralgalakser i det tidlige univers var sjældne på grund af hyppige interaktioner. ”BX442 ligner en galakse i nærheden, men i det tidlige univers kolliderede galakser meget hyppigere,” siger Shapely. ”Der regnede gas ind fra det intergalaktiske medium og fodringsstjerner, der blev dannet i en meget hurtigere hastighed end de er i dag; sorte huller voksede også meget hurtigere. Space Magazine er kedeligt sammenlignet med denne tidlige tid. ”
Shapely and Law mener, at tyngdekraften mellem en dværggalakse-ledsager og BX442 muligvis er ansvarlig for dens futuristiske look. Kameraten fremstår som bare en lille klat i deres billede. Computersimuleringer udført af Charlotte Christensen, en postdoktorand ved University of Arizona og medforfatter af papiret, giver bevis på denne idé. Til sidst vil BX442 og den mindre galakse sandsynligvis fusionere.
Shapley sagde, at BX442 repræsenterer en forbindelse mellem tidlige galakser, der er meget mere turbulente og de roterende spiralgalakser, som vi ser omkring os. ”Faktisk kan denne galakse fremhæve betydningen af fusionsinteraktioner på enhver kosmisk epoke i skabelsen af storslået design spiralstruktur,” sagde hun.
At studere BX442 vil sandsynligvis hjælpe astronomer med at forstå, hvordan spiral galakser som Mælkevejen form, tilføjede hun.
Billedtekst 2: HST / Keck falsk farvekompositbillede af galaksen BX442. Kredit: David Law / Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics
