PDF Basket
Da NASA offentliggjorde det første sæt billeder og data fra James Webb-rumteleskopet i juli 2022, blev vi alle mindet om, hvor lidt vi i virkeligheden ved om verdensrummet. Med det topmoderne teleskop til en værdi af 10 mia. USD kan forskerne nu observere galakser, der ligger længere væk, end det nogensinde før har været muligt. Og når de gør det, kan de også sammenligne disse knap synlige og allertidligste galakser med nutidens kæmpestore elliptiske galakser – som også stadig har mange hemmeligheder.
Sune Toft, professor i kosmologi og ekstragalaktisk astrofysik ved Niels Bohr Institutet, kender alt til behovet for at få en bedre forståelse af elliptiske galakser ved at se på deres oprindelse i det tidlige univers. Med sit ConTExt-projekt har han undersøgt enorme elliptiske galaksers oprindelse for at afklare, om de mest ekstreme galaksefænomener, som forskerne har observeret, rent faktisk er forskellige faser i en enorm galakses udvikling.
Til forskel fra Mælkevejen, som hele tiden danner nye stjerner, er elliptiske galakser døde og holdt op med at danne stjerner for flere milliarder år siden. »Elliptiske galakser er de største, indeholder de fleste stjerner og findes i galakseklynger, hvor de største koncentrationer af mørkt stof i universet holder hundredvis af dem bundet sammen vha. tyngdekraften,« forklarer Sune Toft. »På trods af deres dominans forstår vi stadig ikke deres kosmiske oprindelse fuldt ud. Det har været en stor udfordring for astronomien.«
For at teste sin teori besluttede Sune Toft at udfordre den almindelige opfattelse, at mange forskellige typer af ekstreme galakser rent faktisk var elliptiske galakser i tidlige faser. Han fortæller: »Jeg ville bruge solide statistikker og nøjagtigt målte fysiske egenskaber til at fastslå, om støvede galakser med eksplosiv stjernedannelse er de direkte forfædre til nogle af de tidligste elliptiske galakser, vi kender.«
Galakser med eksplosiv stjernedannelse er noget særligt, idet i har en exceptionelt høj stjernedannelsesfrekvens. Gennem fem år observerede Sune Toft disse galakser ved forskellige bølgelængder, som gik fra radio, submillimeter og infrarød til optisk. Han analyserede statistiske studier af millioner af galakser sammen med dybdegående studier af individuelle galakser. Og hans fund har stor betydning for forskersamfundet.
Takket være ConTExt ved vi nu, at galakser med eksplosiv stjernedannelse er oprindelsen til de fleste enorme galakser, men faktisk udløses de ikke af store sammensmeltninger som dem, forskerne har kunnet se i det lokale univers. I stedet omfatter de mindre sammensmeltninger og almindelige gasskiver. Toft og hans team fandt desuden eksempler på rolige galakser ved z=2 med skiver, der drejer hurtigt rundt, hvilket er i overensstemmelse med hans model.
Inspirerende ny forskning
ConTExt er nu en bredt accepteret model af den måde, enorme galakser har udviklet sig på, da mange forskellige grupper af forskere er kommet frem til resultater, der ligner Sune Tofts. Nye generationer af astronomisk kortlægning, der bruger ALMA – verdens største teleskop – og James Webb-rumteleskopet, forsøger at udforske modellen nærmere.
»Mit projekt viser, at de største elliptiske galakser kan spores hele vejen tilbage til mindre end en milliard år efter Big Bang, hvor de blev dannet i gådefulde eksplosive stjernedannelser. Det blev fastlagt med detaljerede studier af struktur, morfologi, dynamikker, egenskaber for stjernedannelse, gasindhold og andre kendetegn ved forskellige galaksepopulationer,« tilføjer Sune Toft.
ConTExt-projektet har også banet vejen for et større ekspertisecenter, Cosmic Dawn Center, ved Niels Bohr Institutet og DTU Space. Sune Toft bemærker: »Centerets vigtigste mission er at skubbe galaksestudierne hele vejen tilbage til det kosmiske daggry, da de allerførste stjerner, galakser og sorte huller blev dannet. ConTExt-modellen kan stadig være relevant her, da de fleste enorme galakser dannes der, hvor der er den højeste tæthed af underliggende mørkt stof, som kollapser først.«