• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Bildar stjärnor i det tidiga universum

    En Hubble-bild av ett fält av avlägsna galaxer. En ny studie av gasinnehållet i galaxer så långt borta att deras ljus har färdats i cirka tio miljarder år tyder på att de processer som omvandlar gas till stjärnor är ungefär samma då som i lokaluniversum. Kredit:NASA, ESA, G. Illingworth (UCO/Lick &UCSC), R. Bouwens (UCO/Lick &Leiden U.), och HUDF09-teamet

    De första stjärnorna dök upp ungefär hundra miljoner år efter big bang, och sedan dess har stjärnor och stjärnbildningsprocesser lyst upp kosmos. När universum var cirka tre miljarder år gammalt, aktiviteten i stjärnbildningen nådde en topp med hastigheter ungefär tio gånger över nuvarande nivåer. Varför detta hände, och om de fysiska processerna då var annorlunda än idag eller bara mer aktiva (och varför), är bland de mest angelägna frågorna inom astronomi. Eftersom stjärnor är gjorda av gas, gasinnehållet i galaxer är ett mått på deras stjärnbildningspotential och (åtminstone i lokaluniversum) andelen materia i form av gas, "gasfraktionen", är ett mått på stjärnbildningsförmågan.

    Gas i galaxer förbrukas när nya stjärnor bildas och en del av den blåses ut ur systemet av supernovor eller av vindar; gas kan också tillsättas genom infall från det intergalaktiska mediet. Dessa processer förstås ungefär i det lokala universum, mest för att galaxerna är ljusa och tillräckligt nära för att kunna studeras i detalj. För galaxer i toppepoken av stjärnbildning, utvecklingen av gasfraktionen är mycket mindre väl begränsad. Att mäta gashalten görs ofta med observationer av kolmonoxid, en riklig gasmolekyl, men i det tidiga universum är det svårt att göra eftersom avstånden gör att linjerna svimmar, medan den kosmiska rödförskjutningen driver de vanliga diagnostiska övergångarna till våglängder som ligger utanför nuvarande anläggningars förmåga.

    Francesca Civano och ett team av hennes kollegor använde den stora ALMA-millimeteranläggningen för att studera gasfraktionerna i en uppsättning av fyrtiofem massiva galaxer i den kosmiska epok av toppstjärnbildning. Även om de diagnostiska emissionslinjerna från gasen var för svaga för att studera, laget använde det starka dammkontinuumet som en proxy, från andra resultat hävdade att förhållandet mellan gas och damm var någorlunda väl förstått. Gasfraktionerna för denna uppsättning galaxer visade sig vara ganska lika värdena i andra massiva galaxer, vilket var något av en överraskning eftersom vissa evolutionära trender i gasfraktion hade förväntats. Deras andra viktiga resultat är att förhållandet mellan gasfraktionen och stjärnbildningsaktiviteten stämmer väl överens med nuvarande modeller och, enligt forskarna, innebär att ett recept för en stjärnbildning gäller från lokaluniversumet till åtminstone så tidigt som toppepoken för cirka tre miljarder år sedan.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com