Kohlenstoffionenemissionen in der alten Spiralgalaxie. ALMA ESO / MAOJ / NRAO, T. Tsukui & S. Iguchi
Den Wissenschaftlern über die Zeit unmittelbar nach dem Urknall, als das Universum heiß, dicht und ohne Spiralgalaxien wie unsere moderne Milchstraße war, ist noch viel unbekannt. Folglich ist es schwierig, die Entstehung der ersten komplexen Galaxien zu bestimmen.Aber wir fangen an, diese kosmische Lücke der empirischen Dunkelheit zu schließen.
Neue Daten aus dem Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array ALMA enthüllten laut einer neuen Studie gerade die schwache Form einer Galaxie mit einer Spiralstruktur, die nur 1,4 Milliarden Jahre nach dem Urknall existiert. in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft .
Schauen Sie sich die Arbeit von ALMA an und freuen Sie sich: Dies ist die älteste Galaxie ihrer Art, die jemals gesehen wurde.
Eine "riesige" Spiralgalaxie existierte vor 12,4 Milliarden Jahren
Diese Entdeckung einer Galaxie mit einer Spiralmorphologie in einem so frühen universellen Stadium ist bedeutsam, weil sie uns einen Hinweis auf eine alte Frage in der Kosmologie gibt: Wann und auf welche Weise haben sich die ersten Spiralgalaxien gebildet? "Ich war aufgeregt, weil ichhatte noch nie in einer früheren Literatur so eindeutige Hinweise auf eine rotierende Scheibe, eine Spiralstruktur und eine zentralisierte Massenstruktur in einer fernen Galaxie gesehen ", sagte Takafumi Tsukui, ein SOKENDAI-Doktorand, der auch Hauptautor des Papiers ist, in einer Embargo-Pressemitteilungmit IE. "Die Qualität der ALMA-Daten war so gut, dass ich so viele Details sehen konnte, dass ich dachte, es sei eine nahe gelegene Galaxie."
Unsere Galaxie, die Milchstraße, ist eine Spiralgalaxie. Im modernen Universum sind sie sowohl bevölkerungsreich als auch grundlegend und machen bis zu 70% der gesamten Galaxien im Kosmos aus. Frühere Studien haben jedoch gezeigt, dass der Anteil der Spiralgalaxiennimmt weiter ab, je weiter wir in die alte Geschichte des Universums zurückblicken. Dies führt zu dem Rätsel, wann und wie Spiralgalaxien entstanden sind. In der Studie haben Tsukui und Satoru Iguchi, Professor am National Astronomical Observatory of Japan undSOKENDAI stieß auf eine Galaxie mit der Bezeichnung BRI 1335-0417, die im ALMA Science Archive gespeichert war. Sie existierte vor 12,4 Milliarden Jahren und enthielt große Mengen Staub, der das Sternenlicht verbirgt. Dies behinderte die Fähigkeit der Astronomen, sie zu untersuchensichtbares Licht.
Geben Sie ALMA ein, das Radioemissionen von Kohlenstoffionen in der Galaxie erfasst und es Wissenschaftlern ermöglicht, das Innenleben entfernter Galaxien zu analysieren, die im konventionellen Licht verdeckt bleiben. Die Forscher entdeckten eine Spiralstruktur mit einem Radius von 15.000 Lichtjahren von derGalaxienzentrum, was es zu einem Drittel so groß wie unsere Milchstraße macht, aber ungefähr gleich groß ist und aus Sternen und interstellarem Material besteht. "Da BRI 1335-0417 ein sehr weit entferntes Objekt ist, können wir möglicherweise nicht das Wahre erkennenRand der Galaxie in dieser Beobachtung ", sagte Tsukui in der Veröffentlichung." Für eine Galaxie, die im frühen Universum existierte, war BRI 1335-0417 ein Riese. "
Blick in die Tiefen des alten Universums
Hier stellen sich jedoch tiefere Fragen. Wie könnte dies so deutlich sein komplexe Spiralstrukturform als das Universum nur 1,4 Milliarden Jahre hinter dem Urknall lag? Die Forscher untersuchten mehrere mögliche Ursachen, was darauf hindeutet, dass dies nach einer Wechselwirkung mit einer anderen kleinen Galaxie geschehen sein könnte. Zum Zeitpunkt der Beobachtung vor 12,4 Milliarden Jahren, BRI1335-0417 bildete aktiv Sterne, wobei sich das Gas im äußeren Teil der Galaxie in einem schwerkraftinstabilen Zustand befand - ideal für die Sternentstehung. Ein solcher kosmischer Umstand tritt typischerweise auf, wenn große Mengen Gas von außerhalb seiner Grenzen in die Galaxie gezogen werden.vielleicht bei Kollisionen mit anderen, kleineren.
Da dies jedoch vor langer, langer Zeit geschah, wissen wir nicht, was aus BRI 1335-0417 geworden ist. Galaxien mit riesigen Staubmengen, die im alten Universum aktiv Sterne erzeugen, werden als Protoform des Giganten vermutetelliptische Galaxien in unserem heutigen Universum. Wenn dies mit BRI 1335-0417 passiert ist, dann muss es sich irgendwann zwischen damals und heute von einer Scheibe in eine elliptische Struktur verwandelt haben. Aber wir können ihre Zukunft nicht von der Erde erzählen, es sei dennWir reisten 12,4 Milliarden Jahre in unsere eigene Zukunft, um das Licht zu sehen, das die Galaxie derzeit aus jeder Position ausstrahlt. Vorausgesetzt natürlich, die Erde, die Milchstraße und BRI 1335-0417 existieren noch so weit in der TiefeZukunft.
"Unser Sonnensystem befindet sich in einem der Spiralarme der Milchstraße", sagte Iguchi in der Pressemitteilung. "Wenn wir die Wurzeln der Spiralstruktur en verfolgen, erhalten wir Hinweise auf die Umgebung, in der sich das Sonnensystem befindetIch hoffe, dass diese Forschung unser Verständnis der Entstehungsgeschichte von Galaxien weiter verbessern wird. "Es gibt viel zu verstehen über das frühe Universum, mit Theorien über das sehr frühe Universum unmittelbar nach dem Urknall einerseits und empirische Beobachtung mit Teleskopen Milliarden Jahre später versuchen wir, tiefer in die Vergangenheit einzudringen. Im Wesentlichen ist diese alte Galaxie nicht nur die älteste, die jemals gesehen wurde, sondern auch eine Verkörperung unserer wissenschaftlichen Reichweite in die Anfänge des modernen Universums .