Haro 11 galaxbild närbild. Bildkredit: Hubble. Klicka för att förstora
En liten galax har gett astronomer en glimt av en tid då de första ljusa föremålen i universum bildades, vilket slutade de mörka åldrarna som följde universums födelse.
Astronomer från Sverige, Spanien och Johns Hopkins universitet använde NASA: s Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE) -satellit för att göra den första direkta mätningen av joniserande strålning som läcker från en dvärggalax som genomgår en bristning av stjärnbildning. Resultatet, som har förgreningar för att förstå hur det tidiga universum utvecklades, kommer att hjälpa astronomer att avgöra om de första stjärnorna? eller någon annan typ av objekt? avslutade den kosmiska mörka åldern.
Teamet kommer att presentera sina resultat 12 januari på American Astronomical Society: s 207: e möte i Washington, D.C.
Av många astronomer anses vara reliker från ett tidigt skede av universum, är dvärggalaxier små, mycket svaga galaxer som innehåller en stor bråkdel av gas och relativt få stjärnor. Enligt en modell av galaxbildning bildades många av dessa mindre galaxer för att bygga upp dagens större. Om det är sant, kan alla dvärggalaxier som observerats nu betraktas som "fossil" som lyckades överleva? utan betydande förändringar? från en tidigare period.
Leds av Nils Bergvall från Astronomical Observatory i Uppsala, Sverige, observerade teamet en liten galax, känd som Haro 11, som ligger ungefär 281 miljoner ljusår bort i den södra konstellationen Sculptor. Teamets analys av FUSE-data gav ett viktigt resultat: mellan 4 procent och 10 procent av den joniserande strålningen som produceras av de heta stjärnorna i Haro 11 kan fly ut i intergalaktiskt rymd.
Ionisering är processen genom vilken atomer och molekyler tas bort av elektroner och omvandlas till positivt laddade joner. Joniseringsnivån har varit viktig för att förstå strukturen i det tidiga universum, eftersom det avgör hur lätt stjärnor och galaxer kan bildas, enligt BG Andersson, forskare vid Henry A. Rowland Department of Physics and Astronomy at Johns Hopkins och en medlem av FUSE-teamet.
”Ju mer joniserad en gas blir, desto mindre effektivt kan den svalna. Kylningshastigheten styr i sin tur gasens förmåga att bilda tätare strukturer, till exempel stjärnor och galaxer, ”sade Andersson. Ju varmare gasen är, desto mindre troligt är det att strukturer bildas, sade han.
Universums joniseringshistoria avslöjar därför när de första lysande objekten bildades och när de första stjärnorna började lysa.
Big Bang inträffade för cirka 13,7 miljarder år sedan. Vid den tiden var spädbarnsuniverset för varmt för att ljus skulle lysa. Materiet var helt joniserat: atomer delades upp i elektroner och atomkärnor, som sprider ljus som dimma. När det expanderade och sedan kyldes kombinerades materien till neutrala atomer i några av de lättaste elementen. Avtrycket av denna övergång idag ses som kosmisk mikrovågsbakgrundsstrålning.
Det nuvarande universum är emellertid främst joniserat; astronomer håller i allmänhet med om att denna återjonisering inträffade mellan 12,5 och 13 miljarder år sedan, när de första storskaliga galaxerna och galaxklynorna bildades. Detaljerna för denna jonisering är fortfarande oklara, men är av stort intresse för astronomer som studerar dessa så kallade “mörka tidsåldrar” i universum.
Astronomer är osäkra på om de första stjärnorna eller någon annan typ av objekt slutade de mörka åldrarna, men FUSE-observationer av “Haro 11” ger en ledtråd.
Observationerna hjälper också till att öka förståelsen för hur universum återiniserades. Enligt teamet inkluderar troliga bidragsgivare den intensiva strålningen som genererades när materien föll i svarta hål som bildade det vi nu ser som kvasarer och läckage av strålning från regioner med tidig stjärnbildning. Men fram till nu har inte direkt bevis för den senare mekanismens livskraft varit tillgängliga.
"Detta är det senaste exemplet där FUSE-observationen av ett relativt närliggande objekt har viktiga förgreningar för kosmologiska frågor," säger Dr. George Sonneborn, NASA / FUSE-projektforskare vid NASA: s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.
Detta resultat har accepterats för publicering av den europeiska tidskriften Astronomy and Astrophysics.
Originalkälla: JHU News Release
