Astronomer har for første gang opdaget en tæt galaktisk kerne, der lyser op med lyset fra millioner af nyfødte stjerner i det tidlige univers.
Fundet kaster lys over, hvordan elliptiske galakser, de store, gasfattige samlinger af ældre stjerner, først kan have dannet sig i det tidlige univers. Det er et spørgsmål, der har undgået astronomer i årtier.
Forskerteamet afslørede først den kompakte galaktiske kerne, kaldet GOODS-N-774, i billeder fra Hubble-rumteleskopet. Senere observationer fra Spitzer-rumteleskopet, Herschel-rumobservatoriet og W.M. Keck-observatoriet var med til at gøre dette til en sand videnskabelig fund.
Kernen dannedes for 11 milliarder år siden, da universet var mindre end 3 milliarder år gammel. Skønt kun en brøkdel af størrelsen på Mælkevejen indeholdt den på det tidspunkt allerede over dobbelt så mange stjerner som vores egen galakse.
Teoretiske simuleringer antyder, at der dannes kæmpe elliptiske galakser indefra og ud, med en stor kerne, der markerer de allerførste formationsstadier. Men de fleste søgninger efter disse dannende kerner er kommet tomhåndede op, hvilket gør dette til en første observation og et fænomenalt fund.
”Vi havde virkelig ikke set en dannelsesproces, der kunne skabe ting, der er så tæt,” forklarede hovedforfatter Erica Nelson fra Yale University i en pressemeddelelse. ”Vi har mistanke om, at denne kernedannelsesproces er et fænomen unikt for det tidlige univers, fordi det tidlige univers som helhed var mere kompakt. I dag er universet så diffust, at det ikke længere kan skabe sådanne genstande. ”
Ved siden af at bestemme galakseens størrelse ud fra Hubble-billederne, gravede holdet ind i arkiverede langtinfrarøde billeder fra Spitzer og Herschel for at beregne, hvor hurtigt den kompakte galakse skaber stjerner. Det ser ud til at producere 300 stjerner pr. År, en hastighed, der er 30 gange større end Mælkevejen.
Den hektiske stjernedannelse forekommer sandsynligvis, fordi den galaktiske kerne dannes dybt inde i en gravitationsbrønd af mørkt stof. Dens usædvanligt høje masse trækker konstant gas ind, komprimerer den og gnister stjernedannelse.
Men disse bursts af stjernedannelse skaber støv, som blokerer det synlige lys. Dette hjælper med at forklare, hvorfor astronomer ikke har set en så fjern kerne før, da de måske let var blevet savnet i tidligere undersøgelser.
Holdet mener, at kernen ophørte med at danne stjerner kort efter den tidlige periode, vi kan se. Den fusionerede sandsynligvis derefter med andre mindre galakser, indtil den omdannede til en meget større galakse, svarende til de mere massive og sedate elliptiske galakser, vi ser i dag.
”Jeg tror, at vores opdagelse afvikler spørgsmålet om, hvorvidt denne måde at bygge galakser faktisk skete på eller ej,” sagde medforfatter Pieter van Dokkum fra Yale University. ”Spørgsmålet er nu, hvor ofte forekom dette?”
Holdet har mistanke om, at andre galaktiske kerner er rigelige, men skjult bag deres eget støv. Fremtidige infrarøde teleskoper, såsom James Webb-rumteleskopet, burde være i stand til at finde flere af disse tidlige genstande.
Avisen blev offentliggjort 27. august i Nature og er tilgængelig online.
