Bildtext: Den här djupa bilden visar himmelområdet runt kvasaren HE0109-3518, nära bildens centrum. Cantalupo (UCSC)
Hur hittar du en mörk galax? Lysa lite ljus över ämnet. Mörka galaxer - gamla galaxer som innehåller små eller inga stjärnor - har teoretiserats att existera men har inte observerats förrän nu. Ett internationellt team av astronomer tror att de har upptäckt dessa svårfångade objekt genom att se dem glöda när de är upplysta av en kvasar.
Mörka galaxer är små gasrika galaxer i det tidiga universum som är mycket ineffektiva för att bilda stjärnor. De förutsägs av teorier om galaxbildning och tros vara byggstenarna i dagens ljusa, stjärnfyllda galaxer. Astronomer tror att de kan ha matat stora galaxer med mycket av gasen som senare bildades till stjärnorna som finns idag.
Eftersom de är väsentligen saknade stjärnor, avger dessa mörka galaxer inte mycket ljus, vilket gör dem mycket svåra att upptäcka. I flera år har astronomer försökt utveckla nya tekniker som kan bekräfta existensen av dessa galaxer. Små absorptionsdoppar i spektra för bakgrundskällor med ljus har antydat på deras existens. Denna nya studie markerar dock första gången sådana objekt har direkt sett.
"Vår inställning till problemet med att upptäcka en mörk galax var helt enkelt att skina ett starkt ljus på den," säger Simon Lilly, från Institutet för astronomi i ETH Zürich, Schweiz) medförfattare till ett nytt papper som publicerades i månadsmeddelandena om Royal Astronomical Society. ”Vi sökte efter lysröret i gasen i mörka galaxer när de är upplysta av ultraviolett ljus från en närliggande och mycket ljus kvasar. Ljuset från kvasaren gör att de mörka galaxerna tänds i en process som liknar hur vita kläder belyses av ultravioletta lampor i en nattklubb. ”
Fluorescens är utsläpp av ljus av ett ämne som är upplyst av en ljuskälla. Kvasarer är väldigt ljusa, avlägsna galaxer, och deras ljusstyrka gör dem till kraftfulla fyrvärden som kan hjälpa till att belysa det omgivande området och undersöka eran då de första stjärnorna och galaxerna bildades av urbensgas.
Den här videon zoomar in i regionen runt kvasaren, HE 0109-3518:
För att upptäcka den extremt svaga fluorescerande glöd från dessa mörka galaxer använde teamet Very Large Telescope (VLT) och tog en serie mycket långa exponeringar och kartlade ett område på himlen runt den ljusa kvasaren HE 0109-3518. De letade efter det ultravioletta ljuset som släpps ut av vätgas när det utsätts för intensiv strålning.
Teamet upptäckte nästan 100 gasformiga föremål som låg inom några miljoner ljusår från kvasaren och minskade de möjliga mörka galaxerna till 12 objekt. Teamet säger att det här är de mest övertygande identifieringarna av mörka galaxer i det tidiga universum hittills.
"Våra observationer med VLT har visat bevis på förekomsten av kompakta och isolerade mörka moln," sade Sebastiano Cantalupo från University of California, Santa Cruz, huvudförfattare till tidningen. "Med den här studien har vi tagit ett avgörande steg mot att avslöja och förstå de otydliga tidiga stadierna i galaxbildning och hur galaxerna förvärvade sin gas."
Astronomerna kunde också bestämma några av egenskaperna hos de mörka galaxerna och uppskatta att gasmassan i dem är ungefär 1 miljard gånger solens, typiskt för gasrika, lågmassiga galaxer i det tidiga universum . De kunde också uppskatta att stjärnbildningseffektiviteten undertrycks av en faktor över 100 i förhållande till typiska stjärnbildande galaxer som finns på liknande stadium i kosmisk historia.
Källa: ESO
