Gamle, massive galakser som hjemsøker de støvete rekkevidden til universet vårt har skjult seg, usynlige for øynene til det berømte Hubble-romteleskopet. Men nå har astronomer som siktet gjennom infrarøde data oppdaget 39 av dem - som lurer på rare steder fra det tidlige universet hvor (og når) nattehimmelen ville se veldig annerledes ut enn vår egen.
Hvis du skulle nærme deg en av disse lenge siden galakser mens du var i et romfartøy, ville det sannsynligvis være minst gjenkjennelig for deg: stjerner du kunne se med det blotte øye, virvlende støv, et stort svart hull i sentrum. Og hvis du på en eller annen måte skulle vises der i dag, ville det sannsynligvis se ganske annerledes ut enn for mer enn 11 milliarder år siden, i universets tidlige historie. Men lyset som nådde jorden i 2019 fra disse massive, fjerne galakene, måtte reise så langt at det er milliarder av år gammelt, og viser oss hvordan den delen av universet så ut i de første 2 milliarder årene av eksistens. Og lyset er så endret at Hubble - bygget for å se i ultrafiolett, synlig og nærinfrarødt lys - ikke i det hele tatt kunne se det.
Det er fordi disse fjerntliggende galaksene, som de fleste fjerne ting i universet, setter fart fra oss - en konsekvens av mørk energi som driver utvidelsen av rommet. Som Live Science tidligere har rapportert, blir lys fra gjenstander som går raskt bort fra oss, strukket til lengre, rødere bølgelengder. Og disse superdistante galaksene setter fart så raskt, ifølge forskerne som oppdaget dem, at det ultrafiolette og synlige lyset de sendte ut har skiftet helt inn i det lange "submillimeter" bølgelengdeområdet som til og med Hubble ikke kan oppdage.
Som et resultat, skrev forskerne i en artikkel publisert 7. august i tidsskriftet Nature, de fleste astronomer som er fokusert på de første 2 milliarder årene av universet, har endt opp med å studere oddballer: galakser veldig langt borte som ikke desto mindre er ubevegelige nok i forhold til Jorden som Hubble kan se dem. Men disse ikke-skiftede galakene er sannsynligvis ikke normen.
"Dette reiser spørsmålene om den virkelige overfloden av massive galakser og stjernedannelsesgradstettheten i det tidlige universet," skrev forskerne. Med andre ord, hvor mange galakser var det egentlig da, og hvor fort gjorde de stjerner?
Astronomer har tidligere sett individuelle massive galakser fra den dype fortiden, skrev forskerne, samt mindre galakser som har en tendens til å være innhyllet i støv. Men for dette arbeidet brukte teamet en serie submillimeter-følsomme teleskoper for å få øye på disse 39 tidligere usettede gamle galakene.
"Det var tøft å overbevise våre jevnaldrende om at disse galaksene var så gamle som vi mistenkte at de var. Våre første mistanker om deres eksistens kom fra Spitzer-romteleskopets infrarøde data," Tao Wang, hovedforfatter av papiret og astronom ved University of Tokyo, sa det i en uttalelse. "Men har skarpe øyne og avslørte detaljer ved submillimeterbølgelengder, den beste bølgelengden for å kikke gjennom støv til stede i det tidlige universet. Likevel tok det ytterligere data fra det fantasifulle navnet Very Large Telescope i Chile for å virkelig bevise at vi så gamle, enorme galakser der ingen hadde blitt sett før. "
Og disse funnene er viktige for tidlige universmodeller og for å forklare hvordan vårt moderne univers kom til å eksistere.
"En så stor overflod av massive og støvete galakser i det tidlige universet utfordrer vår forståelse av dannelse av massiv galakse," skrev forskerne i avisen.
Flere forskjellige eksisterende modeller spår en mye lavere tetthet av disse slags galakser, selv om forskere lenge har mistenkt at noen ville være der ute. Med denne nye oppdagelsen må forskere gå tilbake og avgrense modellene sine for å redegjøre for dette nye datasettet med tidligere usettede ting.
Disse galaksene, skrev forskerne, er sannsynligvis en del av gruppen som ga opphav til moderne massive galakser. Men de hadde mye mer støv og var langt tettere enn Melkeveis galaksen.
"Nattehimmelen ville virke langt mer majestetisk. Jo større stjernetetthet betyr at det ville være mange flere stjerner i nærheten av å virke større og lysere," sa Wang i uttalelsen. "Motsatt betyr den store støvmengden at langt borte stjerner vil være langt mindre synlige, så bakgrunnen for disse lyse nære stjernene kan være et enormt mørkt tomrom."
