När vi tittar tillbaka i tiden med några av våra bästa teleskop har astronomer hittat en av de mest avlägsna och äldsta galaxerna. Detta innebär att den redan i sin högdagsperiod - som astronomer uppskattar cirka 750 miljoner år efter Big Bang - genererade en exceptionellt stor mängd stjärnor i den ”kosmiska gryningen”, universums tidiga dagar.
"Den höga stjärnbildningsfrekvensen som hittades för GN-108036 innebär att den snabbt byggde upp sin massa cirka 750 miljoner år efter Big Bang, då universum bara var cirka fem procent av sin nuvarande ålder," sa Bahram Mobasher från University of California, Riverside. "Detta var därför en sannolik förfader till massiva och utvecklade galaxer som ses idag."
Ett internationellt team av astronomer, under ledning av Masami Ouchi vid universitetet i Tokyo, Japan, identifierade först den avlägsna galaxen efter att ha skannat en stor lapp med himmel med Subaru-teleskopet ovanpå Mauna Kea på Hawaii. Dess stora avstånd bekräftades sedan med W.M. Keck-observatoriet, även på Mauna Kea. Då var infraröda observationer från rymdteleskop Spitzer och Hubble avgörande för att mäta galaxens stjärnbildningsaktivitet.
"Vi kontrollerade våra resultat vid tre olika tillfällen under två år och bekräftade varje gång den tidigare mätningen," sade Yoshiaki Ono, också från University of Tokyo.
Astronomer blev förvånade över att se en så stor skur av stjärnbildning eftersom galaxen är så liten och från en så tidig kosmisk era. Tillbaka när galaxerna först bildades, under de första hundratals miljoner åren efter Big Bang, var de mycket mindre än de är idag och hade ännu inte tagit massan.
Teamet säger att galaxens stjärnproduktionshastighet motsvarar cirka 100 solar per år. Som referens är vår Vintergalax cirka fem gånger större och 100 gånger massivare än GN-108036, men gör ungefär 30 gånger färre stjärnor per år.
Astronomer hänvisar till objektets avstånd med ett nummer som kallas dess "rödförskjutning", som hänför sig till hur mycket dess ljus har sträckt sig till längre, rödare våglängder på grund av universums expansion. Objekt med större rödskift är längre bort och ses längre tillbaka i tiden. GN-108036 har en rödförskjutning på 7,2. Endast en handfull galaxer har bekräftat rödförskjutningar större än 7, och endast två av dessa har rapporterats vara mer avlägsna än GN-108036.
Cirka 380 000 år efter Big Bang orsakade en minskning av universumets temperatur väteatomer genomträngande av kosmos och bildade en tjock dimma som var ogenomskinlig för ultraviolett ljus, vilket skapade vad astronomer kallar de kosmiska mörka åldrarna.
"Det slutade när gasmoln av neutralt väte kollapsade för att generera stjärnor och bildade de första galaxerna, som troligen utstrålade högenergifotoner och återaniserade universum," sade Mobasher. "Kraftiga galaxer som GN-108036 kan mycket väl ha bidragit till reoniseringsprocessen, som ansvarar för transparensen i Space Magazine."
"Upptäckten är överraskande eftersom tidigare undersökningar inte hade hittat galaxer så ljusa så tidigt i universums historia," sade Mark Dickinson från National Optical Astronomy Observatory i Tucson, Ariz. "Kanske var dessa undersökningar bara för små för att hitta galaxer som GN-108.036. Det kan vara ett speciellt, sällsynt föremål som vi just råkar fånga under en extrem sprängning av stjärnbildningen. ”
Källor: Science Paper av: Y. Ono et al., Subaru, Spitzer Hubble
