Ett internationellt forskarlag, med deltagande från Niels Bohr Institutet vid Köpenhamns universitet, har hittat samma typ av interstellärt stoft som vi känner från Vintergatan i en avlägsen galax 11 miljarder ljusår från jorden. Denna typ av damm har visat sig vara sällsynt i andra galaxer och den nya upptäckten spelar en viktig roll för att förstå vad som krävs för att just denna typ av interstellärt damm ska bildas.

Galaxer är komplexa strukturer som består av många enskilda delar, som stjärnor, gas, damm och mörk materia. Även om dammet bara representerar en liten del av den totala mängden materia i en galax, det spelar en stor roll i hur stjärnor bildas och hur ljuset från stjärnorna undkommer galaxerna. Dammkorn kan både absorbera och sprida ljus. Dammpartiklar spelar också en avgörande roll för bildningen av planeter och därmed också för förståelsen av vår egen existens på jorden.

Dammet i galaxer består av små korn av kol, kisel, järn, aluminium och andra tyngre element. Vintergatan har en mycket hög halt av kolhaltigt damm, som har visat sig vara mycket sällsynt i andra galaxer. Men nu har en liknande typ av damm hittats hos ett fåtal, mycket avlägsna galaxer som forskare har kunnat undersöka med hjälp av ljus från gammastrålning. Gammastrålning kommer från massiva stjärnor som exploderar när bränslet i dess kärna är slut. Explosionen får de döende stjärnorna att sända ut kraftfulla ljusskurar som astronomer kan använda för att analysera vad galaxerna består av. Specifikt, de kan mäta grundämnesinnehållet och analysera sig fram till stoftegenskapernas egenskaper genom att undersöka ljuset som strömmar ut från galaxerna.

Det kolhaltiga dammet registreras i mätningarna som en "dammbula", det är, ett högt dammvärde med nämnda sammansättning. Denna ultravioletta dammbula har nu upptäckts i en gammastrålning, som har fått namnet GRB180325A och resultatet har precis godkänts för publicering i tidskriften Astrofysiska tidskriftsbrev . Huvudförfattare är Tayyaba Zafar som avslutade sin doktorsexamen. studerar vid Niels Bohr Institutet i Köpenhamn och arbetar nu vid Angle Australian Observatory i Australien. Flera andra forskare från NBI är medförfattare till artikeln.

GRB180325A upptäcktes av Neil Gehrels Swift Observatory (NASA) den 28 mars 2018. Swift är ett satellituppdrag som upptäcker gammastrålar från de döende stjärnorna. När en sådan upptäckt från satelliten träffar astronomerna, en hektisk period börjar. Astronomerna försöker observera den delen av himlen så snabbt som möjligt för att säkra den avgörande information som gör att de kan studera det inre av galaxen som explosionen härrörde från. I det här fallet Kasper Heintz, som gjorde sin magisteruppsats vid Niels Bohr Institutet och nu är Ph.D. student vid Islands universitet, var i tjänst. Han aktiverade Nordic Optical Telescope (NOT) på La Palma, där professor Johan Fynbo från Niels Bohr Institutet observerade för ett annat projekt. De första observationerna av ljuset från gammastrålningen säkrades bara några minuter efter upptäckten av Swift.

Observationerna från NOT visade att stjärnan hade exploderat i en galax med ett rött skifte på 2,25, vilket betyder att ljuset har färdats cirka 11 miljarder ljusår. Observationerna visade omedelbart att dammbulan, känd från Vintergatan, var närvarande i denna galax. Teamet observerade sedan gammastrålningen med X-shooter-spektrografen på ESO:s Very Large Telescope (European Southern Observatory) på Cerro Paranal i Chile. Allt som allt, fyra spektra av efterglöden från gammastrålningen säkrades – alla med en tydlig detektering av dammbulan.

"Det är ett vackert exempel på hur observationer i rymden och runt om i världen kan samverka och skapa genombrott inom forskningen. Arbetet ger också anledning att uttrycka ett stort tack till Carlsbergsstiftelsen, utan vilken dansk astronomi varken skulle ha tillgång till Very Large Telescope eller INTE, säger professor Johan Fynbo.

"Våra spektra visar att närvaron av atomärt kol verkar vara ett krav för att dammet som gör att dammbulan ska bildas, säger Kasper Heintz.

Dammbulan har tidigare setts i observationer av fyra andra gammastrålar, den sista upptäcktes för 10 år sedan.

"Ytterligare observationer av denna typ kommer att tillåta oss att hitta fler galaxer med denna dammbula och på så sätt genomföra en mer systematisk studie av likheter och skillnader i stoftsammansättning genom universums historia och i galaxer med olika egenskaper, " säger Dr. Tayyaba Zafar.