23. september 2021

KU-astronomer har fundet 6 fjerne galakser, som er døde på mystisk vis

GALAKSER

Astronomer fra bl.a. Københavns Universitet og DTU har kigget 10-12 milliarder år ud i universet og fundet seks galakser, som på gådefuld vis er løbet tør for gas og er døde i en usædvanlig ung alder. Opdagelsen var mulig på grund af et helt særligt fænomen i rummet, der gav astronomerne indblik i fjerne galakser i en hidtil uset detaljegrad.

Billede af galaksehob
Galaksehoben MACSJ0138.0-2155 forstørrer og forvrænger billedet af en galakse i en afstand af 17 milliarder lysår og gør derved astronomer i stand til at studere den meget detaljeret (credit: ESA/Hubble & NASA, A. Newman, M. Akhshik, K. Whitaker).

Man siger, at galakser ’dør’, når de løber tør for gas og stopper med at danne stjerner. Og ligesom med os mennesker er døden noget, som i de fleste tilfælde først kommer til os, når vi bliver gamle. Men det er åbenbart ikke altid tilfældet med galakser, viser nye opdagelser.

Et hold af astronomer fra bl.a. det danske Cosmic Dawn Center ved Niels Bohr Institutet og DTU Space har kigget 10-12 milliarder år ud i rummet og observeret seks tunge galakser, som i en usædvanlig ung alder har opbrugt al deres gas og derfor er holdt op med at danne stjerner. De seks døde galakser befinder sig ellers i den periode i det tidlige univers, hvor stjernedannelse var på sit højeste. Opdagelsen udfordrer derfor hele vores forståelse af stjernedannelse og galaksernes udvikling.

”På dette tidspunkt i universet, 2-4 milliarder år efter Big Bang, burde alle galakser danne masser af stjerner. Derfor er det en gåde, hvorfor disse seks galakser så tidligt i deres liv løb tør for gas og døde,” siger astronom Kate Whitaker fra Cosmic Dawn Center og University of Massachusetts Amherst og hovedforfatter til studiet, der netop er publiceret i tidsskriftet Nature.

 

Mageløst fænomen afdækker dødsårsag

For at en stjerne kan fødes, skal to kriterier være opfyldt i galaksen: Galaksen skal indeholde tilstrækkeligt med brint- og heliumgas, og gassen skal være kold, da gasskyerne ellers ikke kan klumpe sammen og kollapse til stjerner.     

Men 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.

Når dette alligevel er lykkedes Kate Whitaker og hendes kolleger, er det takket være en kombination af tre ting: Den høje opløsningsevne i NASA’s Hubble-teleskop, det kraftige radioteleskop ALMA og så et mageløst rumfænomen, som i astronomien kaldes ‘tyngdelinser’.

Tyngdelinser opstår, når hobe af galakser – i dette tilfælde hundredvis af galakser – er placeret foran den fjernereliggende galakse, man vil observere. Galaksehobenes enorme masse krummer selve rummet så meget, at det bøjer lyset fra den fjerne galakse ned mod os. Det er tilfældet med de seks galakser, hvor dette ’kosmiske forstørrelsesglas’ forstærker lyset fra dem op til 30 gange og gør det muligt for forskerne at studere galakserne i en hidtil uset detaljegrad. De kan dermed se, at de er løbet tør for gas.

"Med tyngdelinser som et naturligt teleskop er vi i stand til at finde de fjerne, tungeste og første galakser, som lukker ned for deres stjernedannelse", siger Kate Whitaker.

Opdagelsen slår samtidig syvtommersøm i den store teori om, at årsagen til at galakser stopper med at danne stjerner netop er, at de løber tør for gas.  

”Vores observationer er så detaljerede, at vi uden tvivl kan konkludere, at galakserne er løbet tør for gas. Vi kan nemlig se, hvor meget gas, der er tilbage i galaksen. Dermed har vi slået galaksers ’dødsårsag’ fast med større sikkerhed, end det har været muligt tidligere,” siger lektor på Cosmic Dawn Center, Georgios E. Magdis.

Modeller kommer til kort

Men forskernes nuværende modeller kan altså ikke forklare, hvordan de seks galakser på så kort tid kunne nå at danne så mange stjerner og opbruge al deres gas, som det har været tilfældet.

Kate Whitaker kan forestille sig flere mulige forklaringer:

"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 den vil nu være for varm til at danne stjerner. Blev den blæst ud af galaksen? Eller brugte galaksen simpelthen det hele op? Dette er nogle af de åbne spørgsmål, som vi vil fortsætte med at undersøge med nye observationer i fremtiden," slutter Kate Whitaker.

 

 

Kontakt

Gabriel Brammer, lektor
Cosmic Dawn Center / Niels Bohr Institutet
31 67 55 85
gabriel.brammer@nbi.ku.dk

Georgios Magdis, lektor
Cosmic Dawn Center / DTU Space /affilieret med Niels Bohr Institutet
53 77 52 57
georgios.magdis@nbi.ku.dk

Peter Laursen, astrofysiker og videnskabsformidler
Cosmic Dawn Center / Niels Bohr Institutet / DTU
30 26 59 69
pela@nbi.ku.dk

Maria Hornbek, journalist
Det Natur- og Biovidenskabelige Fakultet
Københavns Universitet
22 95 42 83
maho@science.ku.dk

Læs også