Galaksehobe, som MACSJ0138.0-2155 her, kan forstørre og forvrænge billedet af en fjern galakse, og gør astronomer i stand til at studere den meget detaljeret. (Illustration:  ESA/NASA/Hubble, A. Newman/M. Akhshik/K. Whitaker)

Astronomer finder seks galakser tørlagt for gas

torsdag 23 sep 21
|

Kontakt

Georgios Magdis
Lektor
DTU Space

Cosmic Dawn Center (DAWN)

DTU Space er partner i Cosmic Dawn Center (DAWN), et Center of Excellence finansieret af Danmarks Grundforskningsfond,som er et samarbejde mellem DTU Space og Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet. Centeret er fysisk placeret begge steder.

 

DAWN har til formål at forske i dannelsen og udviklingen af de første galakser, stjerner og sorte huller. Det gøres gennem observationer med teleskoper på jorden og i rummet  som ALMA, JWST, Euclid, E-ELT og HST)såvel som med computersimulationer og teoretisk arbejde.

 

På DTU Space ledes DAWN af lektor og forsker Thomas Greve.

Forskere fra DTU og Københavns Universitet har opdaget seks fjerne galakser i universet, som er løbet tør for brændstof til at danne nye stjerner. Hvordan de løb tør, er lidt af et mysterium, som forskerne stadig søger svar på.

Ved hjælp af rumteleskopet Hubble, radioteleskopet ALMA og via en tung galaksehob, har astronomer fra Cosmic Dawn Center, et samarbejde mellem DTU Space og Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet, observeret seks galakser, der er løbet tør for brændstof til at danne nye stjerner.

Observationerne udfordrer forskernes forståelse af stjernedannelse og galaksernes udvikling.

Galakser er fulde af stjerner, og stjerner er lavet af gas. Nogle galakser er løbet tør for gas, og er derfor hørt op med at danne nye stjerner, mens andre, ved at genbruge gas fra gamle stjerner, eller få tilført ny gas fra det intergalaktisk rum, kan fortsætte med danne nye stjerner. De fleste stjerner blev skabt i det tidlige univers omkring to til fire milliarder år efter Big Bang fandt sted. Da lyset fra fjerne galakser bruger tid på at nå ned til os, ser vi længere og længere tilbage i tiden, jo længere vi kigger ud i universet. Ser man 10–12 milliarder år tilbage i tiden, ser man derfor overvejende stærkt stjernedannende galakser.

Men nu har et hold af astronomer, ledet af adjunkt Kate Whitaker fra det amerikanske University of Massachusetts Amherst og affilieret med Cosmic Dawn Center på Niels Bohr Institutet og DTU Space, observeret seks tunge galakser i netop denne periode, som på uforklarlig vis allerede har opbrugt deres gas og er stoppet med at danne stjerner.

Den nye opdagelse er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature med Whitaker som hovedforfatter.

Hundredvis af galakser anvendt som 'tyngdelinser'

Observationerne, der viser, at galakserne er løbet tør for gas, er foretaget med radioteleskopet ALMA, der står i Chile. For i første omgang at finde galakserne har astronomerne udnyttet Rumteleskopet Hubbles høje opløsningsevne.

Desuden har et fænomen kendt som ’tyngdelinser’ gjort astronomerne i stand til at undersøge de seks galakser i hidtil uset detaljegrad. Tyngdelinserne er i disse seks tilfælde galaksehobe bestående af hundredvis af galakser, som med deres enorme masse krummer selve rummet så meget, at det kan fokusere lyset fra de fjerne galakser ned til Jorden.

Dette ’kosmiske teleskop’ forstørrer de seks galakser og forstærker deres lys op til 30 gange, hvilket tillod Kate Whitaker og hendes gruppe at sætte meget lavere grænser for mængden af gas, end man før har kunnet.

Hvad der får nogle galakser til at stoppe med at danne stjerner og udvikle sig til at være inaktive, eller quiescent, er et åbent spørgsmål i astronomien. Et kriterie for stjernedannelse er, at galaksen skal indeholde tilstrækkelig med gas, og at denne gas ikke må være for varm, da gasskyerne ellers ikke kan klumpe sammen og kollapse til stjerner.

Selv om opdagelsen er længe ventet, er det ikke en stor overraskelse for astronomerne.

"Vi har længe haft mistanke om, at visse galakser hører op med at danne stjerner, fordi de simpelthen løber tør for gas. Men nu har vi beviset", siger lektor Georgios Magdis fra DTU Space og Cosmic Dawn Center, som er medforfatter til artiklen i Nature og en del af holdet, der opdagede de seks galakser.

Årsagen til fraværet af gas og stjernedannelse er stadig ukendt

At observere gassen i så fjerne galakser er normalt tæt på umuligt, fordi galakserne både er for lyssvage og for små til, at man kan se tilstrækkeligt små detaljer.

Men i et program kaldet Resolving QUIEscent Magnified (REQUIEM) Galaxies har Kate Whitaker og kolleger alligevel fundet nogle af disse specielle galakser.

"Med tyngdelinser som et naturligt teleskop kan vi finde de fjerne, tungeste og første galakser, som lukker ned for deres stjernedannelse", forklarer hun.
Hvorfor de seks galakser er lukkede og slukkede er dog stadig uvist.

"Måske fik et supertungt sort hul i galaksens centrum gassen til at hvirvle rundt og blive varmet op. I så fald kunne gassen stadig være der, men nu være for varm til at danne stjerner. Måske blev den blæst ud af galaksen. Eller brugte galaksen simpelthen gassen op. Det er nogle af de åbne spørgsmål, som vi vil fortsætte med at undersøge med nye observationer i fremtiden," siger Kate Whitaker.

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.