Haro 11 galaxy nærbilde. Bildekreditt: Hubble. Klikk for å forstørre
En ørliten galakse har gitt astronomer et glimt av en tid da de første lyse objektene i universet dannet seg, og endte de mørke tidsalder som fulgte fødselen av universet.
Astronomer fra Sverige, Spania og Johns Hopkins University brukte NASAs Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE) satellitt for å foreta den første direkte måling av ioniserende stråling som lekker fra en dverggalakse som gjennomgikk en stjerne av stjernedannelse. Resultatet, som har konsekvenser for å forstå hvordan det tidlige universet utviklet seg, vil hjelpe astronomer med å bestemme om de første stjernene? eller noen annen type objekt? avsluttet den kosmiske mørke tidsalderen.
Teamet vil presentere resultatene 12. januar på American Astronomical Society sitt 207. møte i Washington, D.C.
Som mange astronomer regner for å være relikvier fra et tidlig stadie av universet, er dverggalakser små, veldig svake galakser som inneholder en stor brøkdel av gass og relativt få stjerner. I følge en modell av galaksdannelse slo mange av disse mindre galaksene seg sammen for å bygge opp dagens større. Hvis det er sant, kan noen dverggalakser som er observert nå betraktes som "fossiler" som klarte å overleve? uten vesentlige endringer? fra en tidligere periode.
Anført av Nils Bergvall fra det astronomiske observatoriet i Uppsala, Sverige, observerte teamet en liten galakse, kjent som Haro 11, som ligger omtrent 281 millioner lysår unna i den sørlige stjernebildet Sculptor. Teamets analyse av FUSE-data ga et viktig resultat: mellom 4 prosent og 10 prosent av den ioniserende strålingen produsert av de varme stjernene i Haro 11 er i stand til å flykte ut i intergalaktisk rom.
Ionisering er prosessen der atomer og molekyler blir strippet for elektroner og omdannet til positivt ladede ioner. Historien til ioniseringsnivået er viktig for å forstå utviklingen av strukturer i det tidlige universet, fordi det avgjør hvor lett stjerner og galakser kan danne seg, ifølge BG Andersson, forskningsforsker ved Henry A. Rowland Department of Physics and Astronomy at Johns Hopkins, og et medlem av FUSE-teamet.
”Jo mer ionisert en gass blir, desto mindre effektivt kan den avkjøles. Kjølehastigheten styrer på sin side gassens evne til å danne tettere strukturer, for eksempel stjerner og galakser, ”sa Andersson. Jo varmere gassen er, desto mindre sannsynlig er det at strukturer dannes, sa han.
Universiseringshistorien avslører derfor når de første lysende gjenstandene dannet seg, og når de første stjernene begynte å skinne.
Big Bang skjedde for rundt 13,7 milliarder år siden. På den tiden var spedbarnsuniverset for varmt til at lys kunne skinne. Materiale var fullstendig ionisert: atomer ble brutt opp i elektroner og atomkjerner, som sprer lys som tåke. Mens den ekspanderte og deretter avkjølte, ble stoffet kombinert til nøytrale atomer i noen av de letteste elementene. Inntrykket av denne overgangen i dag blir sett på som kosmisk mikrobølgebakgrunnen stråling.
Det nåværende universet er imidlertid overveiende ionisert; astronomer er generelt enige om at denne reoniseringen skjedde for mellom 12,5 og 13 milliarder år siden, da de første storskala galakser og galakse klynger ble dannet. Detaljene om denne ioniseringen er fremdeles uklare, men er av intens interesse for astronomer som studerer disse såkalte "mørke aldre" i universet.
Astronomer er usikre på om de første stjernene eller en annen type objekt endte de mørke tidene, men FUSE-observasjoner av “Haro 11” gir en pekepinn.
Observasjonene er også med på å øke forståelsen av hvordan universet ble gjeninnført. I følge teamet inkluderer sannsynlige bidragsytere den intense strålingen som genereres når materien falt i svarte hull som dannet det vi nå ser som kvasarer og lekkasje av stråling fra regioner med tidlig stjernedannelse. Men til nå har ikke direkte bevis for levedyktigheten til den sistnevnte mekanismen vært tilgjengelig.
"Dette er det siste eksemplet der FUSE-observasjonen av et relativt nærliggende objekt inneholder viktige forgreninger for kosmologiske spørsmål," sier Dr. George Sonneborn, NASA / FUSE-prosjektforsker ved NASAs Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.
Dette resultatet er akseptert for publisering av det europeiske tidsskriftet Astronomy and Astrophysics.
Originalkilde: JHU News Release
