Gamle, massive galakser, der hjemsøger de støvede rækker i vores univers, har været i skjul, usynlige for øjnene på det berømte Hubble-rumteleskop. Men nu har astronomer, der sigter gennem infrarøde data, opdaget 39 af dem - lurer på underlige steder fra det tidlige univers, hvor (og hvornår) nattehimlen ville se meget anderledes ud end vores egen.
Hvis du skulle nærme dig en af disse længe siden galakser, mens du var inde i et rumfartøj, ville det sandsynligvis være mindst genkendeligt for dig: stjerner, du kunne se med det blotte øje, hvirvlende støv, et stort sort hul i midten. Og hvis du på en eller anden måde skulle vises der i dag, ville det sandsynligvis se ganske anderledes ud end for 11 milliarder år siden i vores universes tidlige historie. Men det lys, der når Jorden i 2019 fra disse massive, fjerne galakser, måtte rejse så langt, at det er milliarder af år gammelt, hvilket viser os, hvordan den del af universet så ud i de første 2 milliarder år af eksistens. Og lyset er så ændret, at Hubble - bygget til at se i ultraviolet, synligt og næsten infrarødt lys - slet ikke kunne se det.
Det skyldes, at disse fjerne galakser, ligesom de fleste fjerne ting i vores univers, er hurtigere væk fra os - en konsekvens af mørk energi, der driver udvidelsen af rummet. Som Live Science tidligere har rapporteret, strækkes lys fra genstande, der går væk fra os, ud i længere, rødere bølgelængder. Og disse superdistante galakser fremskyndes så hurtigt, ifølge forskerne, der opdagede dem, at det ultraviolette og synlige lys, de udsendte, har skiftet helt ud i det lange "submillimeter" -bølgelængdeområde, som selv Hubble ikke kan registrere.
Som et resultat skrev forskerne i et papir, der blev offentliggjort 7. august i tidsskriftet Nature, de fleste astronomer, der er fokuseret på de første 2 milliarder år af universet, har endt med at studere ulige kugler: galakser meget langt væk, som ikke desto mindre er bevægelsesfri i forhold til Jorden, som Hubble kan se dem. Men disse ikke-forskudte galakser er sandsynligvis ikke normen.
"Dette rejser spørgsmålene om den sande overflod af massive galakser og stjernedannelseshastighedstætheden i det tidlige univers," skrev forskerne. Med andre ord, hvor mange galakser var der egentlig dengang, og hvor hurtigt lavede de stjerner?
Astronomer har i fortiden set individuelle massive galakser fra den dybe fortid, skrev forskerne, samt mindre galakser, der har tendens til at være indhyllet i støv. Men til dette arbejde brugte teamet en række submillimeter-følsomme teleskoper til at få øje på disse 39 tidligere usete gamle galakser.
"Det var svært at overbevise vores jævnaldrende om, at disse galakser var så gamle, som vi havde mistanke om at de var. Vores første mistanke om deres eksistens kom fra Spitzer-rumteleskopets infrarøde data," Tao Wang, hovedforfatter af papiret og astronomen ved University of Tokyo, sagde det i en erklæring. "Men har skarpe øjne og afslørede detaljer ved submillimeterbølgelængder, den bedste bølgelængde til at kigge gennem støv til stede i det tidlige univers. Alligevel tog det yderligere data fra det fantasifulde navngivne Very Large Telescope i Chile for virkelig at bevise, at vi så gamle, enorme galakser hvor ingen var set før. "
Og disse fund er vigtige for tidlige universmodeller og for at forklare, hvordan vores moderne univers kom til at eksistere.
"En så stor overflod af massive og støvede galakser i det tidlige univers udfordrer vores forståelse af dannelse af massiv galakse," skrev forskerne i avisen.
Flere forskellige eksisterende modeller forudsiger en meget lavere densitet af disse slags galakser, selvom forskere længe har mistanke om, at nogle ville være derude. Med denne nye opdagelse skal forskere gå tilbage og forfine deres modeller for at redegøre for dette nye datasæt med tidligere usete ting.
Disse galakser, skrev forskerne, er sandsynligvis en del af gruppen, der gav anledning til moderne massive galakser. Men de havde meget mere støv og var langt tættere end Mælkevejen.
"Nattehimmelen ville se langt mere majestætisk ud. Den større stjernetæthed betyder, at der ville være mange flere stjerner i nærheden af at virke større og lysere," sagde Wang i erklæringen. "Omvendt betyder den store mængde støv, at fjernere stjerner ville være langt mindre synlige, så baggrunden for disse lyse nære stjerner kan være et stort mørkt tomrum."
