Københavns Universitet      -        Det Natur- og Biovidenskabelige Fakultet

Fødslen af universets tidligste galakser observeret for første gang

Del

Gennem superteleskopet James Webb har forskere fra Københavns Universitet for første gang set dannelsen af tre af de absolut tidligste galakser i universet for over 13 milliarder år siden. Den sensationelle opdagelse bidrager med vigtig viden om universet og er i dag udgivet i det prestigefyldte tidsskrift Science.

Gennem teleskopet kan forskerne se signaler fra store mængder af gas, som samler sig og strømmer ind mod tre mini-galakser, der er i gang med at blive opbygget for over 13 milliarder år siden. Illustration lavet af NASA.
Gennem teleskopet kan forskerne se signaler fra store mængder af gas, som samler sig og strømmer ind mod tre mini-galakser, der er i gang med at blive opbygget for over 13 milliarder år siden. Illustration lavet af NASA.

For første gang i astronomiens historie har forskere fra Niels Bohr Institutet bevidnet fødslen af tre af universets absolut tidligste galakser for et sted mellem 13,3 og 13,4 milliarder år siden. 

Opdagelsen er sket gennem rumteleskopet James Webb, som har givet verden de første ’live observationer’ af galakser i færd med at blive dannet. 

Gennem teleskopet kan forskerne se signaler fra store mængder af gas, som samler sig og strømmer ned mod en mini-galakse, der er i gang med at blive opbygget. Og det er ifølge teorierne og computersimuleringer sådan galakser bliver dannet, men det har aldrig været observeret før nu.

”Man kan sige, at det er de første "direkte" billeder af galaksedannelse, vi har set. Hvor James Webb tidligere har vist os tidlige galakser på senere udviklingstrin, bevidner vi her selve deres fødsel og dermed opbygningen af de første stjernesystemer i universet,” siger adjunkt Kasper Elm Heintz fra Niels Bohr Institutet, som har ført an i det nye studie. 

Studiet er i dag udgivet i det ansete videnskabelige tidsskrift Science

Galakser født kort efter Big Bang

Forskerne anslår, at fødslen af de tre galakser skete cirka 400-600 millioner år efter Big Bang, eksplosionen der begyndte det hele. Det lyder umiddelbart af mange år, men i universets levetid på 13,8 milliarder år svarer det til, at galakserne blev dannet i løbet af de første cirka tre til fem procent af universets levealder. 

I tiden lige efter Big Bang var universet en kæmpe uigennemsigtig gaståge af brintatomer – modsat i dag, hvor nattehimlen er et lysende gennemsigtigt tæppe af stjerner. 

”Over de næste par hundrede millioner år efter Big Bang blev de første stjerner dannet, og derefter begyndte stjerner og gas at samle sig til galakser. Det er den proces, vi her ser starten på i vores observationer,” forklarer lektor Darach Watson.

Galaksefødslerne foregik i den epoke i universets historie, der kaldes den kosmiske reionisering, hvor energien og lyset fra nogle af de første galakser brød gennem tågerne af brintgas. 

Og det er netop de store mængder brintgas, som forskerne ved hjælp af James Webb-rumteleskopets infrarøde syn har opfanget. Dette er den fjerneste måling af det kolde, neutrale brintgas, som er byggestenene til stjerner og galakserne, som forskere har fundet til dato. 

Gør os klogere på hvor vi kommer fra

Kasper Elm Heintz har udført studiet i tæt samarbejde med bl.a. forskerkollegerne Darach Watson, Gabriel Brammer og PhD studerende Simone Vejlgaard fra Cosmic Dawn Center på Niels Bohr Institutet – et center, der som sit erklærede mål vil undersøge og forstå universets daggry. Et mål, de med det seneste resultat er kommet en hel del tættere på. 

Forskerholdet har allerede søgt om at få mere observationstid med James Webb-rumteleskopet, så de forhåbentlig kan udbygge det nye resultat og blive endnu klogere på den tidligste epoke i galaksers dannelse.

”Lige nu handler det om at kortlægge vores nye observationer af galakser, der bliver dannet, endnu mere detaljeret end før muligt. Samtidig forsøger vi også hele tiden at skubbe grænsen for hvor langt ud i universet vi kan se, og måske kan vi stadig komme endnu længere ud,” siger Simone Vejlgaard.  

Den nye viden bidrager ifølge forskeren med viden som taler ind i et af de mest grundlæggende spørgsmål, vi som mennesker kan stille.

”Et af de mest fundamentale spørgsmål, som vi mennesker altid har stillet er: ’Hvor kommer vi fra?’. Her tilføjer vi endnu en brik til svaret ved at belyse skabelsesøjeblikket af nogle af de første strukturer i universet. En proces, som vi kommer til at undersøge nærmere, indtil vi forhåbentlig kan lægge endnu flere brikker i puslespillet,” slutter lektor Gabriel Brammer. 

Studiet er udført af forskerne Kasper E. Heintz, Darach Watson, Gabriel Brammer, Simone Vejlgaard, Anne Hutter, Victoria B. Strait, Jorryt Matthee, Pascal A. Oesch, Pall Jakobsson, Nial R. Tanvir, Peter Laursen, Rohan P. Naidu, Charlotte A. Mason, Meghana Killi, Intae Jung, Tiger Yu-Yang Hsiao, Abdurro’uf, Dan Coe, Pablo Arrabal Haro, Steven L. Finkelstein, & Sune Toft.

Den danske del af forskningen er finansieret af Danmarks Grundforskningsfond og Carlsbergfondet.

Sådan gjorde de

Forskerne har målt dannelsen af de første galakser ved hjælp af sofistikerede modeller for, hvordan lyset fra galakserne blev absorberet af det neutrale gas, der ligger i -og omkring galaksen. Denne overgang kaldes Lyman-alpha overgangen.

Ved at måle på lyset kunne forskerne udskille gassen fra de nydannede galakser fra den øvrige gas. Målingerne har kun været mulige med James Webb-rumteleskopets meget følsomme, infrarøde, spektropiske egenskaber.

Om universets tidlige år

Universet startede sit liv for cirka 13,8 milliarder år siden i et kæmpe brag – Big Bang. I eksplosionen blev der dannet en overflod af bittesmå partikler mindre end atomer såsom kvarker og elektroner. Disse partikler ’klumpede’ sig sammen og dannede protoner og neutroner, som senere samlede sig til atomkerner. Cirka 380.000 år efter Big Bang begyndte elektroner at gå i kredsløb om atomkerner, og de mest simple af universets atomer blev gradvist dannet.

Efter nogle hundrede millioner år blev de første stjerner formet. Inde i selve stjernerne blev de større og mere komplekse atomer, vi har omkring os, dannet.

Senere samlede stjernerne sig til galakser. De ældste galakser, vi kender, blev formet omkring 3-400 millioner år efter Big Bang. Vores eget solsystem blev til for omkring 4,6 milliarder år siden – mere end 9 milliarder år efter Big Bang.

Nøgleord

Kontakter

Kasper Elm Heintz
Adjunkt
Cosmic Dawn Center
Niels Bohr Institutet
Københavns Universitet
keheintz@nbi.ku.dk
+45 23 82 40 56

Michael Skov Jensen
Journalist og teamkoordinator
Det Natur- og Biovidenskabelige Fakultet
Københavns Universitet
msj@science.ku.dk
+45 93 56 58 97

Billeder

Gennem teleskopet kan forskerne se signaler fra store mængder af gas, som samler sig og strømmer ind mod en mini-galakse, der er i gang med at blive opbygget for over 13 milliarder år siden. Illustration lavet af NASA.
Gennem teleskopet kan forskerne se signaler fra store mængder af gas, som samler sig og strømmer ind mod en mini-galakse, der er i gang med at blive opbygget for over 13 milliarder år siden. Illustration lavet af NASA.
Download
Kasper Elm Heintz fra Cosmic Dawn Center på Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet
Kasper Elm Heintz fra Cosmic Dawn Center på Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet
Download
Forskerne bag opdagelsen Gabriel Brammer, Kasper E. Heintz, Darach Watson, og Simone Vejlgaard.
Forskerne bag opdagelsen Gabriel Brammer, Kasper E. Heintz, Darach Watson, og Simone Vejlgaard.
Download

Følg pressemeddelelser fra Københavns Universitet - Det Natur- og Biovidenskabelige Fakultet

Skriv dig op her, og modtag pressemeddelelser på e-mail. Indtast din e-mail, klik på abonner, og følg instruktionerne i den udsendte e-mail.

Flere pressemeddelelser fra Københavns Universitet - Det Natur- og Biovidenskabelige Fakultet

AI method reveals millions of dead trees hidden among the living before California’s historic 2020 wildfires11.6.2024 13:26:57 CEST | Press release

University of Copenhagen scientists may have found a new explanation for the California wildfires of 2020. Applying AI to detailed aerial photos, they created a unique dataset detailing mortality down to single trees for all of California State. This revealed individual and clustered tree death spread out among the living on a large scale. The new AI-model will increase understanding of tree mortality and give us a chance to prevent droughts, beetles and flames from destroying the world’s forests.

AI-metode afslører millioner af døde træer, skjult blandt de levende, før Californiens historiske skovbrande i 202011.6.2024 11:47:41 CEST | Pressemeddelelse

Forskere fra Københavns Universitet har muligvis opdaget ny forklaring på de enorme skovbrande, der hærgede Californien i 2020. Ved at anvende AI på detaljerede luftfotos, har de skabt et unikt datasæt, der viser dødelighed ned til det enkelt træ i hele staten. Projektet har afsløret døde træer i klynger og enkeltvis - skjult blandt de levende i stor skala. Den nye AI-model vil øge forståelsen af trædød, og give os en chance for at forhindre, at tørke, biller og flammer ødelægger verdens skove.

I vores nyhedsrum kan du læse alle vores pressemeddelelser, tilgå materiale i form af billeder og dokumenter samt finde vores kontaktoplysninger.

Besøg vores nyhedsrum
HiddenA line styled icon from Orion Icon Library.Eye