Et CSIRO-radioteleskop har detekteret råmaterialet til fremstilling af de første stjerner i galakser, der dannede sig, da universet bare var tre milliarder år gammel.
Teleskopet er CSIROs Australien Teleskop Compact Array-teleskop nær Narrabri, NSW. ”Det er et af meget få teleskoper i verden, der kan udføre så vanskeligt arbejde, fordi det både er ekstremt følsomt og kan modtage radiobølger med de rigtige bølgelængder,” siger CSIRO-astronom professor Ron Ekers.
Råmaterialet til fremstilling af stjerner er kold molekylær brintgas, H2. Det kan ikke registreres direkte, men dets tilstedeværelse afsløres af en 'sporstof' gas, kulilte (CO), der udsender radiobølger.
Antenner fra CSIROs Compact Array-teleskop. Foto: David Smyth
I et projekt brugte astronom dr. Björn Emonts (CSIRO astronomi og rumvidenskab) og hans kolleger Compact Array til at studere et massivt, fjernt konglomerat af stjernedannende 'klumper' eller 'proto-galakser', der er i færd med at komme sammen som en enkelt massiv galakse. Denne struktur, kaldet Spiderweb, ligger mere end ti tusind millioner lysår væk.
Dr Emonts 'team fandt, at Spiderweb indeholder mindst tres tusind millioner gange solens masse i molekylær brintgas, spredt over en afstand på næsten en fjerdedel af en million lysår. Dette skal være brændstof til den stjernedannelse, der er set over spiderweb. ”Det er faktisk nok at holde stjerner dannet i mindst yderligere 40 millioner år,” siger Emonts.
I et andet sæt af undersøgelser målte Dr. Manuel Aravena (European Southern Observatory) og kolleger CO og derfor H2 i to meget fjerne galakser.
Spiderweb, afbildet af Hubble-rumteleskopet - en central galakse (MRC 1138-262) omgivet af hundreder af andre stjernedannende 'klumper'. Kredit: NASA, ESA, George Miley og Roderik Overzier (Leiden Observatory)
De svage radiobølger fra disse galakser blev forstærket af tyngdefelterne fra andre galakser - dem, der ligger mellem os og de fjerne galakser.
Denne proces, kaldet gravitationslinse, “fungerer som en forstørrelseslinse og giver os mulighed for at se endnu fjernere objekter end Spiderweb,” siger Dr. Aravena.
Dr. Aravenas team var i stand til at måle mængden af H2 i begge galakser, de studerede. For en (kaldet SPT-S 053816-5030.8) kunne de også bruge radioemissionen til at foretage et skøn over hvor hurtigt galaksen danner stjerner - et skøn uafhængigt af de andre måder astronomer måler denne hastighed.
Compact Array's evne til at registrere CO skyldes en opgradering, der har øget dens båndbredde - mængden af radiospektrum, den kan se på et hvilket som helst tidspunkt - seksten gange, og gjort det langt mere følsomt.
”Compact Array komplementerer det nye ALMA-teleskop i Chile, der ser efter højere frekvensovergange af CO,” siger Ron Ekers.
via CSIRO