Villum Fonden giver talent på DTU Space 5,5 mio. kr. til at udforske fjerne galakser, som i universets tidlige historie dannede mange stjerner i højt tempo.
Galakser danner de stjerner, vi ser på nattehimlen. Men i en periode i universets historie blev nye stjerner tilsyneladende dannet langt hurtigere og i meget større antal end i tiden før og efter.
Den vilde ’stjernefabrik’ gik i gang for 8-11 milliarder år siden i en periode, som kaldes Cosmic Noon. Galakserne, som kaldes starburst-galakser, dannede formentlig stjerner op til 100 gange hurtigere end det skete i Mælkevejen.
Perioden er lidt af et mysterium for astronomer. For man ved ikke præcis, hvordan det gik for sig. Det vil Bitten Gullberg, astronom og postdoc på DTU Space, gerne lave om på.
”Det var under Cosmic Noon, at de mest stjerne-dannende galakser i universets historie udviklede sig. I denne periode ser vi en meget høj rate af stjernedannelse i nogle store galakser, som er meget kompakte og består af store mængder gas og støv. Men vi har endnu ikke fundet ud af, hvad der starter og driver processen i denne ekstreme stjernedannelse. Og det synes jeg er fascinerende at udforske og søge forklaringer på,” fortæller Bitten Gullberg.
5,5 mio. kr. fra Villum Fonden
For nylig fik hun en femårig bevilling på 5,5 mio. kr. fra Villum Fondens Young Investigator-program for talentfulde yngre forskere til sin forskning.
Det nye projekt kaldes ELLIPSIS. Der var 98 ansøgere inden for vidt forskellige forskningsområder til de eftertragtede Villum-bevillinger, som 22 forskere nu er tildelt her i 2023.
Tilbage i 2020 modtog Bitten Gullberg desuden en bevilling på 1,7 mio. kr. fra Carlsberg Fonden. Med de to bevillinger bidrager den 35-årige DTU Space-forsker til at styrke såvel DTU's som dansk forsknings internationale position på dette spændende område.
Forskningen sker med data hentet fra rummet med blandt andet James Webb Space Telescope (JWST), som kom i rummet i 2021 samt de lidt ældre jordbaserede radioteleskoper e-MERLIN i England og VLA i USA.
”Hidtil har vi meget set på, hvordan eksempelvis nære galakser som Mælkevejen ser ud, og så har vi ekstrapoleret vores viden her fra til modeller for de meget store og fjerne galakser,” siger Bitten Gullberg.
”Men disse store, fjerne galakser viser sig at være mere komplekse, så modeller baseret på de mere nære og velkendte galakser giver ikke et retvisende billede af dem. Med det nye forskningsprojekt kan vi få mere detaljeret viden og en mere præcis model af fysikken i de stjerne-dannende galakser ”.
Nye teknologier gør detaljeringsgraden langt større
De meget store og massive galakser fra Cosmic Noon-tiden og deres ekstreme produktion af stjerner blev opdaget i 1990’erne. Men detaljeringsgraden var lav. Med nye teknologier bliver detaljeringsgraden langt større.
”Ved hjælp af det nye James Webb Space Telescope, JWST, vil det være muligt for os at studere stjernerne i starburst-galakser, hvilket har været meget svært hidtil,” siger Bitten Gullberg.
”Ved at kombinere de forskellige kilder, kan vi desuden få et mere komplet og nuanceret billede af, hvad der foregår i de her starburst-galakser. Vi bliver i stand til at udforske selve stjernerne i de store galakser og se, hvor de befinder sig i forhold til det omgivende støv og gas, som de dannes af.”
Man undersøger galakser ved at studere lyset de undersender i form af elektromagnetisk stråling.
Lyset inderholder forskellig information afhængig af bølgelængden. Derfor benyttes forskellige teleskoper, som observerer lys i forskellige bølgelængder. På den måde fås mest mulig information en galakse og dens stjerner.
Lys med bølgelængder i millimeter og sub-millimeter området er interesant, da man her ser støv og kold gas i fjerne galasker. Også det mid-infrarøde er interessant, da det giver information om stjernerne.
”Ved at kombinere data fra flere bølgelængder fra de forskellige kilder kan vi få ny viden om temperaturer, masse og alder af stjernerne i de her meget aktive galakser,” Bitten Gullberg.
”Vi har også en ide om, at de blandt andet adskiller sig fra andre galakser ved, at der inden for det samme galaksesystem kan være flere typer mekanismer for stjernedannelse forskellige steder. Det bliver spændende at udforske”.
Engageret gymnasielærer fik gang i astronomien
Bitten Gullberg er fysiker fra Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet og har en ph.d. i astronomi fra Ludwig Maximilinas Universitet i Tyskland, hvor det praktiske arbejde foregik ved European Southern Observatory, ESO.
Hun kom til DTU 2021 efter ni år i udlandet. Blandt andet har hun været forsker ved Durham University i England og på Chalmers tekniska högskola i Göteborg.
Interessen for rummet begyndte med en engageret lærer i astronomi på Solrød Gymnasium, fortæller Bitten Gullberg.
“Jeg var god til fysik og matematik i grundskolen, og en meget engageret astronomilærer i gymnasiet fik mig til at vælge at læse fysik og senere astromoni på universitetet,” siger hun.