Ett team av astronomer under ledning av SRON Netherlands Institute for Space Research har observerat 10 gånger fler hyperljusande galaxer i det infraröda än vad stjärnor kan producera enligt modellerna. Om teorin stämmer, det betyder att stjärnor ensamma inte kan förklara ljusstyrkan hos de mest lysande infraröda galaxerna. Tidningen publicerades i ett specialnummer av Astronomi &Astrofysik .

Efter att universum uppstod ur Big Bang för 13,8 miljarder år sedan, galaxer fyllda med stjärnor började bildas relativt snabbt cirka 3 miljarder år senare. Det fanns gott om gas att gå runt, så en liten del av dessa tidiga galaxer kunde växa till massiva, hyperljusande galaxer, med en ljusstyrka på 10 biljoner solar. När gasreserverna uttömdes med tiden, färre galaxer skulle kunna växa i snabb takt.

När astronomer observerade universum med det infraröda rymdteleskopet Herschel, de fann att denna teori till stor del stämmer. Dock, i termer av absoluta tal, det såg ut som att det finns över en storleksordning för många hyperljusande infraröda galaxer, både i det tidiga universum och nyare epoker. Tyvärr, Herschels rumsliga upplösning kunde inte lösa alla individuella galaxer, så de kunde inte säga säkert.

Ett internationellt team av astronomer, ledd av Lingyu Wang från SRON och RUG, har nu använt LOFAR-teleskopet – med högre rumslig upplösning – för att särskilja galaxer individuellt. De fann verkligen att det finns över en storleksordning fler hyperljusande galaxer än vad teorin förutspår. Med en osäkerhet på en faktor två, de kan med säkerhet säga att vi måste leta efter en annan teori.

"Vi studerar nu vilka fysiska mekanismer som kan driva sådana extrema galaxer, ", säger Wang. "Drivs de av stjärnbildning eller av supermassiva svarta hålstillväxt? Om den drivs av stjärnbildning, hyperljusande infraröda galaxer skulle bilda stjärnor med några tusentals solmassor per år. Teoretiska modeller kan inte producera så många galaxer som bildar stjärnor i så extrema hastigheter. Så ett alternativt scenario är att de till övervägande del drivs av ackretionsaktivitet runt det centrala svarta hålet. Vi behöver fler uppföljande observationer för att studera den sanna naturen hos dessa extrema objekt."

Teamet kommer att utföra denna uppföljningsstudie med hjälp av Keck-observatoriet. Det kommer att ge dem mer exakta uppgifter om galaxernas rödförskjutning och därför deras avstånd. Keck har ett optiskt teleskop, ger spektra. Astronomer härleder rödförskjutningen från spektra genom att titta på hur många våglängder de karakteristiska fingeravtrycken har förskjutits.