Galaktilised tähesünnitehased lülitati sisse peagi pärast suurt pauku

NGC 3324 Tähe moodustumise piirkond

La Silla observatooriumi MPG/ESO 2,2-meetrise teleskoobi laia välja kujutis on kujutanud tähtede moodustumise piirkonda nimega NGC 3324. Mitme NGC 3324 massiivse sinivalge tähe intensiivne kiirgus on välja lõiganud õõnsuse. ümbritsev gaas ja tolm. (Pildikrediit: ESO)



Massiivsed galaktikad hakkasid tootma palju tähti palju varem, kui arvati, mis võib uue arusaama kohaselt muuta meie arusaama universumi kujunemisest.

Astronoomid avastasid need tähetehased juba 1 miljard aastat pärast Suur pauk , millest sai alguse universum umbes 13,7 miljardit aastat tagasi.

26 vaadeldud galaktika hulgas oli keskmine vanus 12 miljardit aastat, mis teeb neist vanimate teadaolevate tähtede moodustavate galaktikate hulka.



'Seda tüüpi galaktikad, mis on massiivsed tolmused galaktikad, mis moodustavad tähti - need on universumi kõige aktiivsemad tähtede moodustumise kohad,' ütles Pasadena Caltechi järeldoktor Joaquin Vieira, kes juhtis uuringut, mis avaldatakse Loodus homme (14. märts). 'Massiivsete galaktikate moodustumise tipp oli miljard aastat varem kui arvati.' [ Suur pauk kuni 10 lihtsa sammuga ]

Tähtede beebibuumi kavandamine

Staaridel oli universumi algusaastatel „beebibuum”, samas kui täna näeme tähtede moodustumise vähenemist. Varasemate uuringute kohaselt toitsid need varased tähed, mis läksid välja kümme korda kiiremini kui täna, toidetud tõenäoliselt külma gaasi rohkusega.



Vieria ja tema kaastöötajate uuritud „tähepurskegalaktikaid” oli universumi algusaegadel umbes 1000 korda rohkem kui praegu. Teadlastel oli aga probleeme galaktikate vanuse kindlaksmääramisega.

Raskusi tekkis punase nihke või galaktikate taandumise kiiruse mõõtmisel, kuna need on nii tolmu täis, et tavalistel optilistel teleskoopidel on neid raske näha. Astronoomias liiguvad kõige kiiremini kauged ja vanad galaktikad. Noorematel galaktikatel on väiksem punane nihe.

Lõhe ületamiseks on aidanud uus teleskoop: Tšiilis asuv Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), mis on mõeldud galaktikate ja noorte tähtede tolmu uurimiseks. See jälgib lainepikkusel, mis on pisut lühem kui raadio, kuid pikem kui nähtav valgus.



ALMA ootuses kasutasid teadlased Antarktika lõunapoolusteleskoopi, et tuvastada suure punase nihkega galaktikaid. See teleskoop on loodud vaatama Suure Paugu järeltuld, mida tuntakse ka kosmilise mikrolaine taustana, kuid see on piisavalt tundlik, et tuletada huvitavaid ja vanu galaktikaid nende värvi põhjal.

'Me olime ALMA -d oodanud viis aastat, nii et selle sisselülitamise ajaks olime valmis täieliku allikakataloogiga,' ütles Vieira.

Painutav valgus

Astronoomid kasutasid gravitatsiooniline läätsed , nähtus, mille korral valgus 'paindub' sihtmärgi ees oleva galaktika või objekti ümber, et jälgida nende sihtmärke.

Kui teadlased pöörasid ALMA galaktikate poole, avastasid nad, et kaks nende punast nihet olid 5,7 - kõrgeim teadaolev näitaja seda tüüpi galaktikate puhul, asetades need universumi elu esimese miljardi aasta sisse.

Kuna täheldatud galaktikate mediaan tuli punase nihkega ligi 4, pani see tähepurskegalaktikate arengu miljard aastat varem kui varem tuletatud.

'Kui ma olin põhikoolis, olid inimesed põnevil punase nihke 4 pärast. Nüüd vajutame punast nihet 6,' ütles Vieira.

Vieira lisas, et kuigi on tavaline avastada galaktikaid punase nihkega 8 ja kaugemalgi, on need optilised galaktikad väga nõrgad.

Ta ütles, et millimeetri lainepikkustel nähtavad on 'absoluutsed koletised', kuna need on gravitatsiooniliselt läätsed ja neid saab väga üksikasjalikult jälgida. See on uuringu järgmine samm.

Võimalikud tumeaine vaatlused

Vieira plaanib ALMA -ga kavandada rohkem tähepurskegalaktikaid, eesmärgiga suurendada arvu kuni 100, et saada varasema universumi esinduslikum proov.

Kõige rohkem erutab teda aga pildistamisvõimalus tume aine , salapärane asi arvas, et see moodustab 80 protsenti kogu universumi ainest. ALMA saab gravitatsiooniläätsede abil järeldada tumeda aine kogust - mis on tuvastatav ainult selle gravitatsiooniefektide kaudu.

Sel juhul kasutaksid astronoomid taustvalgustina kauge galaktika valgust ja uuriksid, kuidas vahepealne tumeaine painutab valgust. Seejärel saab valgustee rekonstrueerida ning teadlased saaksid kujutada tumedat ainet ja mõõta selle omadusi.

ALMA on veelgi tundlikum, kui Vieira seda järgmisena kasutab, arvestades, et astronoomid lõpetavad massiivi ehitamise järk -järgult.

Ajal, mil Vieira ja tema kaastöötajad 2011. aastal ja 2012. aasta alguses vaatlusi tegid, oli saadaval vaid 16 antenni. Kui nad järgmisel korral ALMA -d kasutavad, on see lähemal 66 antenni täielikule komplektile (praegu on saadaval 57 ja ülejäänud valmib eeldatavasti sel suvel), mis tagab nende varajaste galaktikate palju suurema eraldusvõime ja tundlikkuse.

Uurimistöö hõlmab kolme artiklit, mis hõlmavad kahte ajakirja: looduspaber, mis räägib tähesäragalaktikate omadustest, ja kaks Astrophysical Journal paberit, mis uurivad nende galaktikate punase nihke jaotust ja gravitatsioonilist läätse.

Jälgi Elizabeth Howelli @howellspace . Järgne meile @Spacedotcom , Facebook või Google+ . Algselt avaldatud demokratija.eu .