La oss skru av lysene og sette scenen ... Vi beveger oss ut av verdensrommet og ser ikke bare på fjerne galakser, men den utrolig fjerne fortiden. Nå viser nye observasjoner tatt med Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) oss at disse forfalskningene av stjerneskapingen kanskje har begynt mye tidligere enn de trodde.
I følge den siste forskningen som ble publisert i dagens utgave av tidsskriftet, Natur, og i Astrophysical Journalhar forskere avslørt fascinerende funn tatt med det nye internasjonale ALMA-observatoriet - som feirer innvielsen i dag. Blant de mange prestasjonene, har ALMA gitt oss et blikk enda dypere i rommet - og viser oss gamle galakser som kan være mange milliarder lysår unna. Observasjonene av disse starburst-galaksene viser oss at stjerner ble skapt i en vanvidd ut av enorme forekomster av kosmisk gass og støv.
Laster inn spiller ...
"Jo fjernere galaksen er, jo lenger tilbake i tid ser vi, så ved å måle avstandene deres kan vi sette sammen en tidslinje for hvor kraftig universet gjorde nye stjerner i forskjellige stadier av sin 13,7 milliarder år lange historie," sa Joaquin Vieira (California Institute of Technology, USA), som ledet teamet og er hovedforfatter av avisen i tidsskriftet Natur.
Hvordan ble disse observasjonene til? Før ALMA ansatte et internasjonalt team av forskere US National Science Foundation sitt 10-meter South Pole Telescope (SPT) for å lokalisere disse fjerne denizens og deretter hjem til dem for å se nærmere på den "stellar baby boom" under universets begynnelse epoke. Det de fant overrasket dem. Tilsynelatende stjernedannende galakser er enda fjernere enn tidligere antatt ... deres angrep på stjerneskapingen som startet for rundt 12 milliarder år siden. Denne tidsrammen plasserer universet i underkant av 2 milliarder år gammelt og stjernedannelseseksplosjonen oppsto noen milliarder år raskere enn astronomene antok. ALMA-observasjonene inkluderte to galakser - de "fjerneste av deres slag noensinne sett" - som inneholdt en ekstra åpenbaring. Ikke bare brøt avstanden deres astronomiske poster, men det har blitt oppdaget vannmolekyler i dem.
To galakser er imidlertid ikke den eneste poengsummen for ALMA. Forskerteamet tok på seg 26 galakser med bølgelengder på rundt tre millimeter. Den ekstreme følsomheten til denne banebrytende teknologien bruker målingen av lysbølgelengder - bølgelengder produsert av galaksens gassmolekyler og strukket av utvidelsen av universet. Ved å måle "strekningen" nøye, er astronomene i stand til å måle hvor lang tid lyset har tatt for å nå oss og foredle tidspunktet.
"ALMAs følsomhet og brede bølgelengdeområde gjør at vi kan gjøre våre målinger på bare noen få minutter per galakse - omtrent hundre ganger raskere enn før," sa Axel Weiss (Max-Planck-Institut für Radioastronomie i Bonn, Tyskland), som ledet arbeide for å måle avstandene til galaksene. "Tidligere ville en måling som dette vært en arbeidskrevende prosess med å kombinere data fra både synlig lys og radioteleskoper."
For det meste ville ALMAs observasjoner være tilstrekkelige til å bestemme avstanden, men teamet inkluderte også ALMAs data med Atacama Pathfinder Experiment (APEX) og ESOs Very Large Telescope for noen få galakser. For tiden bruker astronomer bare et lite segment av ALMAs evner - bare 16 av de 66 massive antennene - og fokuserer på lysere galakser. Når ALMA er fullt ut funksjonell, vil den kunne nullføre på enda svakere mål. Imidlertid var ikke forskerne i ferd med å gå glipp av muligheter og utnyttet gravitasjonslinser for å hjelpe til i funnene sine.
"Disse vakre bildene fra ALMA viser bakgrunnsgalaksen forvrengt til flere lysbuer kjent som Einstein-ringer, som omkranser forgrunnen av galakser," sa Yashar Hezaveh (McGill University, Montreal, Canada), som ledet studiet av gravitasjonslinsen. "Vi bruker de enorme mengdene med mørkt stoff som omgir galakser halvveis over universet som kosmiske teleskoper for å gjøre enda fjernere galakser til å virke større og lysere."
Hvor lyst er det lyst? I følge nyhetsoppslaget har analysen av forvrengningen vist at en del av disse vidt spredte, stjernedannende galaksene kan være så lyse som 40 billioner soler ... og deretter forstørret opptil 22 ganger mer ved hjelp av gravitasjonslinser.
"Bare noen få gravitasjonslystne galakser er funnet før ved disse submillimetre bølgelengdene, men nå har SPT og ALMA avdekket dusinvis av dem." sa Carlos De Breuck (ESO), et medlem av teamet. "Denne typen vitenskap ble tidligere gjort mest på bølgelengder med synlig lys med Hubble-romteleskopet, men resultatene våre viser at ALMA er en veldig kraftig ny aktør i feltet."
"Dette er et flott eksempel på at astronomer fra hele verden samarbeider for å gjøre en fantastisk oppdagelse med et topp moderne anlegg," sa teammedlem Daniel Marrone (University of Arizona, USA). “Dette er bare begynnelsen for ALMA og for studiet av disse starburst-galaksene. Det neste trinnet vårt er å studere disse objektene mer detaljert og finne ut nøyaktig hvordan og hvorfor de danner stjerner med så vidunderlige priser. ”
Ta husets lys opp igjen. Som ALMA jevnaldrende lenger inn i fortiden, kanskje vi en dag vil fange våre egne ... ser tilbake.
