Et unikt nytt instrument kombinert med et kraftig teleskop og litt hjelp fra naturen har gitt forskere et kikk inn i den galaktiske barnehagen i hjertet av det unge universet. Etter det store smellet for rundt 13,8 milliarder år siden, ble det tidlige universet fylt med enorme skyer av nøytral diffus gass kjent som råtnende Lyman-α-systemer, eller DLA-er. Disse DLA-ene fungerte som galaktiske barnehager, ettersom gassene i dem sakte kondenserte, og fremmet dannelsen av stjerner og galakser. De kan observeres selv i dag, men det er ikke lett. "DLA-skyer er nøkkelen til å forstå hvordan galakser dannes i universet, men de er vanligvis vanskelige å observere fordi skyene er for diffuse og ikke sender ut lys selv," sa forskerne, nemlig Rongmon Bordoloy, førsteamanuensis i fysikk ved North Carolina State University og forfatterforskning.
For tiden bruker astrofysikere kvasarer - supermassive sorte hull som sender ut lys - som "baklys" for å oppdage DLA-skyer. Og mens denne metoden lar forskere finne plasseringen av DLA-er, fungerer lyset fra kvasarene som små spyd gjennom den massive skyen, og kompliserer forsøk på å måle deres totale størrelse og masse.
Ale Bordoloy og John O'Meara, sjefforsker ved U.M.-observatoriet. Keka i Kamuel, Hawaii, fant en vei rundt dette problemet ved å bruke en gravitasjonslinsegalakse og integrert feltspektroskopi for å observere to DLA-er og galaksene inne i dem som ble dannet for rundt 11 milliarder år siden, kort tid etter Big Bang.
"Gravitasjonslinsede galakser er galakser som virker langstrakte og lyse," sier Bordoloy. "Dette er fordi det er en gravitasjonsmessig massiv struktur foran galaksen som forvrenger lyset som kommer fra den når den beveger seg mot oss. Som et resultat ser vi på en forstørret versjon av objektet - det er som å bruke et romteleskop som zoomer inn og gir oss en bedre visualisering."
Fordelen med dette er todelt: For det første er bakgrunnsobjektet forlenget av himmelen og lyst, så det er enkelt å fange spektrale avlesninger fra forskjellige deler av objektet. For det andre, fordi linse utvider objektet, kan svært små deler undersøkes. For eksempel, hvis et objekt er ett lysår på tvers, kan vi studere små biter med svært høy presisjon.
Spektralavlesninger lar astrofysikere "se" elementer av det dype rom som er usynlige for det blotte øye, for eksempel diffuse gassformige DLAer og potensielle galakser i dem. Vanligvis er innsamling av bevis en lang og møysommelig prosess. Men forskere løste dette problemet ved å utføre integrert spektroskopi ved å bruke Keck Cosmic Web Imager.
Integrert feltspektroskopi gjorde det mulig for forskere å oppnå spekteret ved hver eneste piksel i det området av himmelen den var rettet mot, noe som gjorde spektroskopi av et utvidet objekt på himmelen veldig effektivt. Denne innovasjonen, kombinert med den langstrakte og lyse galaksen med gravitasjonslinser, tillot teamet å kartlegge DLAs diffuse gass over himmelen med høy presisjon. Med denne metoden klarte forskerne å fastslå ikke bare størrelsen på de to DLA-ene, men også at de inneholder vertsgalakser.
"Jeg har ventet på denne kombinasjonen nesten hele min karriere: et kraftig nok teleskop og instrument, og naturen som gir oss litt flaks til å studere ikke én, men to DLAer på en ny måte," sa forskerne. "Det er flott å se vitenskapen settes ut i livet."
Forresten, DLA er enormt. Med en diameter på mer enn 17,4 kiloparsec er de mer enn to tredjedeler av størrelsen på den moderne Melkeveien. Til sammenligning for 13 milliarder år siden var diameteren til en typisk galakse mindre enn 5 kiloparsecs. En parsec er 3,26 lysår og en kiloparsec er 1000 parsec, så lys tar omtrent 56 723 år å reise gjennom hver DLA.
Du kan hjelpe Ukraina med å kjempe mot de russiske inntrengerne. Den beste måten å gjøre dette på er å donere midler til Ukrainas væpnede styrker gjennom Redd livet eller via den offisielle siden NBU.
Les også:
- Moderne artilleri er Ukrainas supervåpen. Og hvorfor er Elon Musk her?
- Astronomer har oppdaget en "gullstandard"-stjerne i Melkeveien