Når astronomer skuer opp mot himmelen ser de i virkeligheten tilbake i tid. Lyset som når teleskopene våre har reist gjennom rommet i tusener, millioner – selv milliarder av år.
Nå har forskere ved Caltech i USA sett mer enn 13,2 milliarder år tilbake, og funnet en galakse der – dypt, dypt inne i universet. Den sannsynligvis eldste som noensinne er observert.
For dette er nesten like gammelt som universet selv, med sine omlag 13,8 milliarder år.
Funnet er gjort av blant andre Adi Zitrin og Richard Ellis, og er nylig beskrevet i tidsskriftet Astrophysical Journal Letters (via Science Daily).
Illustrasjon: I. Labbe, (Leiden University), NASA/ESA/JPL-Caltech
Galaksen heter EGS8p7 (velklingende, er det ikke?), og ble først skimtet på bilder fra Hubble– og Spitzer-teleskopene. Men bildene avslørte ikke mye. Astronomene fattet interesse for galaksen og ønsket å undersøke den mer nøye.
På en fjelltopp på Hawaii finner en det avanserte verktøyet MOSFIRE (Multi-Object Spectrometer For Infra-Red Exploration), del av Keck-observatoriet, og det er dette som ble rettet mot den fjerne galaksen.
Det er forbløffende hvor mye informasjon forskere kan lese ut av elektromagnetisk stråling. For det er gjennom slike spektrometiske analyser av EGS8p7, med data fra MOSFIRE, at Caltech-astronomene har kommet frem til galaksens alder og sammensetting.
Noe som er interessant og overraskende med funnet, er at galaksens «kjemiske signatur» ikke synes å stemme overens med dens voldsomme rødforskyvning. Ikke uten at historien om det tidlige universet kanskje må revurderes.
Keck-observatoriet står på over 4 000-meters høyde, på Mauna Kea på Hawaii. Foto: NASA/JPL
Når en ser på spekteret av elektromagnetiske bølger der det foregår stjerneformasjon, så er det en konkret frekvens som gjerne står seg ut. Det er nærmere bestemt snakk om en spektrallinje, som kalles Lyman-α (Lyman alfa).
Da universet var ungt, etter flere hundre tusen år der det var for varmt til at partikler kunne falle til ro og danne atomer, så hadde det en litt annen sammensetting enn i dag. Store skyer av nøytral hydrogen absorberte visse energifrekvenser, inkludert Lyman-α. Derfor skal det ikke være mulig å oppdage denne frekvensen fra denne tiden.
Likevel ser en den i EGS8p7.
– Hvis du ser på galakser fra det tidlige universet, så fantes det store mengder nøytral hydrogen som ikke er gjennomsiktig for denne strålingen, sier Adi Zitrin i en pressemelding fra Caltech, og fortsetter:
– En forventer at mesteparten av strålingen fra galaksen skulle blitt absorbert av hydrogenet som kommer imellom den og oss. Men likevel ser vi Lyman alfa.
Etter hvert som massen i det unge universet trakk seg sammen og stjerner og galakser blusset opp, oppstod energi som ioniserte hydrogenatomene – en prosess som kalles reionisering.
Det er slikt ionisert, «gjennomsiktig» hydrogen som er vanlig i universet i dag. En forklaring på det nye funnet er at denne prosessen ikke nødvendigvis var jevn, men at den uvanlig høye energien i EGS8p7 skapte en «boble» av ionsert gass som likevel gjør den synlig.
Zitrin er overbevisende om hvorfor oppdagelsen av en slik galakse er langt mer enn en kuriositet:
– Akkurat nå regner vi mer grundig på sjansene for å oppdage denne galaksen og å se utstrålingen fra den, og dermed forstå hvorvidt vi behøver å revurdere tidspunktet for reioniseringen. Dette er ett av de store, viktige spørsmålene som gjenstår for at vi skal forstå utviklingen av universet.
NB: Toppbildet viser ikke EGSY8p7, men er et illustrasjonsbilde med «Tarantelltåken». Der har du et himmellegeme med et skikkelig navn!
Foto: X-ray: NASA/CXC/SAO & ESA; infrarør: NASA/JPL-Caltech/B. Williams (NCSU)
