Spiralgalaxen A1689B11 sitter bakom ett massivt kluster av galaxer som fungerar som en lins, producerar två förstorade bilder av spiralgalaxen i olika positioner på himlen. Kredit:James Josephides
Den äldsta spiralgalaxen som hittills upptäckts avslöjar sina hemligheter för ett team av astronomer vid Swinburne University of Technology och The Australian National University (ANU), del av Australian Research Council Center of Excellence in All Sky Astrophysics in 3-D (ASTRO 3-D).
Galaxen, känd som A1689B11, funnits 11 miljarder år sedan, bara 2,6 miljarder år efter Big Bang, när universum bara var en femtedel av sin nuvarande ålder. Det är alltså den äldsta spiralgalaxen som hittills upptäckts.
Forskarna använde en kraftfull teknik som kombinerar gravitationslinser med det banbrytande instrumentet Near-infrared Integral Field Spectrograph (NIFS) på Gemini North-teleskopet i Hawai'i för att verifiera denna galaxs vintage- och spiralkaraktär. NIFS är Australiens första Gemini-instrument som designades och byggdes av framlidne Peter McGregor vid The ANU.
Gravitationslinser är naturens största teleskop, skapad av massiva kluster som består av tusentals galaxer och mörk materia. Klustret böjer och förstorar ljuset från galaxer bakom sig på ett sätt som liknar en vanlig lins, men i mycket större skala.
"Denna teknik gör att vi kan studera antika galaxer i hög upplösning med oöverträffade detaljer, " säger Swinburne-astronomen Dr Tiantian Yuan, som ledde forskargruppen.
"Vi kan se 11 miljarder år tillbaka i tiden och direkt bevittna bildandet av den första, primitiva spiralarmar i en galax."
Medförfattare, Princeton Universitys Dr Renyue Cen, säger:"Att studera forntida spiraler som A1689B11 är en nyckel till att låsa upp mysteriet om hur och när Hubble-sekvensen uppstår.
"Spiralgalaxer är exceptionellt sällsynta i det tidiga universum, och denna upptäckt öppnar dörren för att undersöka hur galaxer övergår från mycket kaotiska, turbulenta skivor till lugna, tunna skivor som de i vår egen Vintergatans galax."
Dr Yuan säger att studien visar några överraskande egenskaper hos A1689B11.
"Denna galax bildar stjärnor 20 gånger snabbare än galaxer idag – lika snabbt som andra unga galaxer med liknande massor i det tidiga universum. till skillnad från andra galaxer från samma epok, A1689B11 har en väldigt cool och tunn skiva, roterar lugnt med förvånansvärt lite turbulens. Denna typ av spiralgalax har aldrig setts förut vid denna tidiga epok av universum."