Bildunterschrift: Eine künstlerische Darstellung der Galaxie BX442 und ihrer begleitenden Zwerggalaxie (oben links). Bildnachweis: Dunlap-Institut für Astronomie und Astrophysik / Joe Bergeron
Das 10,7 Milliarden Jahre alte Sternenlicht hat eine Überraschung gebracht - Beweise für eine Spiralgalaxie, lange bevor bekannt ist, dass sich andere Spiralgalaxien gebildet haben.
"Wenn Sie in die Zeit des frühen Universums zurückkehren, sehen Galaxien wirklich seltsam, klumpig und unregelmäßig aus, nicht symmetrisch", sagte Alice Shapley, Professorin für Physik und Astronomie an der UCLA und Mitautorin einer Studie, die in der heutigen Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde . „Die überwiegende Mehrheit der alten Galaxien sieht aus wie Zugunglücke. Unser erster Gedanke war, warum ist dieser so anders und so schön? “
Galaxien gibt es heute in einer Vielzahl einzigartiger Formen und Größen. Einige, wie unsere Milchstraßengalaxie, sind rotierende Scheiben aus Sternen und Gas, die als Spiralgalaxien bezeichnet werden. Andere Galaxien, elliptische Galaxien genannt, ähneln riesigen Kugeln älterer rötlicher Sterne, die sich in zufällige Richtungen bewegen. Dann gibt es eine Vielzahl kleinerer unregelmäßig geformter Galaxien, die durch die Schwerkraft miteinander verbunden sind, aber keine sichtbare Struktur aufweisen. Eine große, vielfältige Population dieser Arten irregulärer Galaxien dominierte das frühe Universum, sagt Shapely.
Das Licht dieser unglaublich fernen Spiralgalaxie, das sich mit einer Geschwindigkeit von fast sechs Billionen Meilen pro Jahr fortbewegt, brauchte 10,7 Milliarden Jahre, um die Erde zu erreichen. Nur 3 Milliarden Jahre nach der Erschaffung des Universums in einem Ereignis namens Urknall.
Laut einer Pressemitteilung der UCLA haben Astronomen mit den scharfen Augen des Hubble-Weltraumteleskops 300 sehr weit entfernte Galaxien im frühen Universum ausspioniert. Die Wissenschaftler dachten ursprünglich, ihre Galaxie, eine der massereichsten in ihrer Umfrage unter dem unscheinbaren Namen BX442, sei eine Illusion, vielleicht zwei übereinanderliegende Galaxien.
"Die Tatsache, dass diese Galaxie existiert, ist erstaunlich", sagte David Law, Hauptautor der Studie und Postdoktorand des Dunlap Institute am Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics der Universität von Toronto. "Aktuelle Erkenntnisse besagen, dass solche Spiralgalaxien mit großartigem Design zu einem so frühen Zeitpunkt in der Geschichte des Universums einfach nicht existierten." Eine "Grand Design" -Galaxie hat markante, gut geformte Spiralarme.
Um ihr Bild besser zu verstehen, verwendeten Astronomen ein einzigartiges, hochmodernes Instrument namens OSIRIS-Spektrographen am W.M. Keck-Observatorium auf Hawaiis ruhendem Vulkan Mauna Kea. Mit dem von UCLA-Professor James Larkin gebauten Instrument konnten sie Licht an etwa 3.600 Orten in und um BX442 untersuchen. Diese Spektren gaben ihnen die Hinweise, die sie brauchten, um zu zeigen, dass sie tatsächlich eine einzelne rotierende Spiralgalaxie betrachteten.
Während Spiralgalaxien im aktuellen Kosmos reichlich vorhanden sind, war dies nicht immer der Fall. Spiralgalaxien im frühen Universum waren aufgrund häufiger Wechselwirkungen selten. "BX442 sieht aus wie eine nahe gelegene Galaxie, aber im frühen Universum kollidierten Galaxien viel häufiger miteinander", sagt Shapely. „Aus dem intergalaktischen Medium regnete Gas und fütterte Sterne, die sich viel schneller bildeten als heute. Schwarze Löcher wuchsen ebenfalls viel schneller. Das Space Magazine ist im Vergleich zu dieser frühen Zeit langweilig. “
Shapely und Law glauben, dass das Gravitations-Tauziehen zwischen einem Zwerggalaxien-Begleiter und BX442 für sein futuristisches Aussehen verantwortlich sein könnte. Der Begleiter erscheint nur als kleiner Fleck in seinem Bild. Computersimulationen von Charlotte Christensen, Postdoktorandin an der Universität von Arizona und Mitautorin der Arbeit, belegen diese Idee. Schließlich werden BX442 und die kleinere Galaxie wahrscheinlich verschmelzen.
Shapley sagte, dass BX442 eine Verbindung zwischen frühen Galaxien, die viel turbulenter sind, und den rotierenden Spiralgalaxien darstellt, die wir um uns herum sehen. "In der Tat kann diese Galaxie die Bedeutung von Fusionswechselwirkungen in jeder kosmischen Epoche für die Schaffung einer großartigen Design-Spiralstruktur hervorheben", sagte sie.
Das Studium von BX442 wird Astronomen wahrscheinlich helfen zu verstehen, wie sich Spiralgalaxien wie die Milchstraße bilden, fügte sie hinzu.
Bildunterschrift 2: HST / Keck-Falschfarben-Verbundbild der Galaxie BX442. Bildnachweis: David Law / Dunlap-Institut für Astronomie und Astrophysik
