Lad os slå lysene ned og sætte scenen ... Vi bevæger os ud gennem rummet og ser ikke kun på fjerne galakser, men den utrolige fjerne fortid. Nu viser nye observationer taget med Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) os, at disse forfalskninger af stjerneskabelse muligvis er begyndt meget tidligere end de troede.
I henhold til den seneste forskning, der er offentliggjort i dagens udgave af tidsskriftet, Natur, og i Astrofysisk tidsskrift, har forskere afsløret fascinerende opdagelser, der er taget med det nye internationale ALMA-observatorium - som fejrer sin indvielse i dag. Blandt sine mange resultater har ALMA givet os et endnu dybere kig i rummet - der viser os gamle galakser, som måske er milliarder af lysår fjernt. Observationer af disse starburst galakser viser os, at stjerner blev skabt i en vanvid ud af enorme aflejringer af kosmisk gas og støv.
Indlæser afspiller ...
”Jo fjernere galaksen er, jo længere tilbage i tiden ser man på, så ved at måle deres afstande kan vi sammenstille en tidslinje for, hvor kraftigt universet skabte nye stjerner i forskellige stadier i sin 13,7 milliarder år lange historie,” sagde Joaquin Vieira (California Institute of Technology, USA), der ledede teamet og er hovedforfatter af papiret i tidsskriftet Natur.
Hvordan blev disse observationer til? Før ALMA beskæftigede et internationalt team af forskere US National Science Foundation's 10 meter sydpoleteleskop (SPT) for at lokalisere disse fjerne borger og satte sig derefter hjemme på dem for at se nærmere på den "stellar baby boom" under universets begyndelse epoke. Hvad de fandt overrasket dem. Tilsyneladende er stjernedannende galakser endnu fjernere end tidligere antaget ... deres angreb på stjernernes skabelse begyndte for omkring 12 milliarder år siden. Denne tidsramme placerer universet i knap 2 milliarder år gammelt, og stjernedannelseseksplosionen forekommer nogle milliarder år hurtigere end astronomer antog. ALMA-observationer omfattede to galakser - den "fjerneste af deres art nogensinde set" - der indeholdt en yderligere åbenbaring. Ikke kun deres afstand knækkede astronomiske poster, men der er påvist vandmolekyler i dem.
To galakser er dog ikke den eneste score for ALMA. Forskerteamet indtog 26 galakser med bølgelængder på omkring tre millimeter. Den ekstreme følsomhed ved denne banebrydende teknologi bruger måling af lysbølgelængder - bølgelængder produceret af galakasens gasmolekyler og strækkes af udvidelsen af universet. Ved nøje at måle "strækningen" er astronomer i stand til at måle den tid, lyset har taget for at nå os og forfine sit tidspunkt.
"ALMA's følsomhed og brede bølgelængdeområde betyder, at vi kunne foretage vores målinger på kun få minutter pr. Galakse - cirka hundrede gange hurtigere end før," sagde Axel Weiss (Max-Planck-Institut für Radioastronomie i Bonn, Tyskland), der ledede arbejde for at måle afstandene til galakserne. ”Tidligere ville en måling som denne have været en mødelig proces med at kombinere data fra både synligt lys og radioteleskoper.”
For det meste ville ALMAs observationer være tilstrækkelige til at bestemme afstanden, men holdet inkluderede også ALMAs data med Atacama Pathfinder-eksperimentet (APEX) og ESOs Very Large Telescope for et udvalgt få galakser. På nuværende tidspunkt bruger astronomer kun et lille segment af ALMAs kapaciteter - kun 16 af de 66 massive antenner - og fokuserer på lysere galakser. Når ALMA er fuldt funktionsdygtig, vil den være i stand til at nulstille på endnu svagere mål. Forskerne var dog ikke ved at gå glip af nogen muligheder og udnyttede gravitationslinser til at hjælpe med deres fund.
”Disse smukke billeder fra ALMA viser baggrundsgalakser, fordrejet i flere lysbuer, kendt som Einstein-ringe, som omkranser forgrundsgalakserne,” sagde Yashar Hezaveh (McGill University, Montreal, Canada), der førte undersøgelsen af gravitationslinsen. ”Vi bruger de enorme mængder mørkt stof omkring galakser halvvejs over hele universet som kosmiske teleskoper for at få endnu fjernere galakser til at virke større og lysere.”
Hvor lyst er lyst? Ifølge nyhedsmeddelelsen har analysen af forvrængningen vist, at en del af disse vidtgående, stjernedannende galakser kunne være så lyse som 40 billioner solskinne ... derefter forstørret op til 22 gange mere ved hjælp af gravitationslinsering.
”Kun nogle få gravitationslystne galakser er fundet før ved disse submillimetre bølgelængder, men nu har SPT og ALMA afsløret dusinvis af dem.” sagde Carlos De Breuck (ESO), et medlem af holdet. ”Denne form for videnskab blev tidligere udført mest ved bølgelængder med synligt lys med Hubble-rumteleskopet, men vores resultater viser, at ALMA er en meget stærk ny spiller i marken.”
”Dette er et godt eksempel på, at astronomer fra hele verden samarbejder for at gøre en fantastisk opdagelse med en avanceret facilitet,” sagde teammedlem Daniel Marrone (University of Arizona, USA). ”Dette er bare begyndelsen for ALMA og studiet af disse starburst-galakser. Vores næste skridt er at studere disse objekter mere detaljeret og finde ud af nøjagtigt, hvordan og hvorfor de danner stjerner med så vidunderlige priser. ”
Bring husets lys op igen. Når ALMA kigger stadig længere ind i fortiden, vil vi måske en dag fange vores egne ... ser tilbage.
