Hubble fanger den tidligste galaksen som fjerner kosmisk tåke

Astronomer som bruker NASAs Hubble-romteleskop har oppdaget ultrafiolett lys som slipper ut fra en galakse som eksisterte bare 1,4 milliarder år etter Big Bang – et funn som en gang ble ansett som umulig. Oppdagelsen, publisert mandag i Astrophysical Journal, gir det klareste bildet hittil av hvordan tidlige galakser forvandlet det ugjennomsiktige universet til det gjennomsiktige kosmoset vi ser i dag.STScI+1

En galakse uten like

Galaksen, katalogisert som MXDFz4.4, er den tidligste kjente kilden til utslipp av ioniserende fotoner, det høyenergetiske ultrafiolette lyset som er i stand til å rive elektroner fra hydrogenatomer. Den eksisterte mot slutten av reioniseringstiden, da universet var i ferd med å gå fra en tett tåke av nøytral hydrogengass til en klar, ionisert tilstand.science.nasa+1

«Å observere en galakse som denne ble ansett som umulig,» sa hovedforfatter Ilias Goovaerts, en postdoktor ved Space Telescope Science Institute i Baltimore. «Forskere forventet at 'tåken' eller det nøytrale hydrogenet som fylte det tidlige universet ville være for tykt og skjule vårt syn på det ioniserende lyset.»science.nasa

Til tross for at den er omtrent 100 ganger mindre enn Melkeveien, dannet MXDFz4.4 stjerner 10 ganger raskere. De unge, massive stjernene var tettpakket, og teamet anslår at 50 til 100 prosent av det ioniserende lyset slapp ut av den omkringliggende gassen. Mange av disse kortlivede stjernene eksploderte også som supernovaer, og blåste hull som lot enda mer lys slippe gjennom.youtube+2

Hubbles unike rolle, støttet av Webb og VLT

Fordi det ultrafiolette lyset strakte seg inn i synlige bølgelengder over mer enn 12 milliarder år med kosmisk ekspansjon, gjør Hubbles bølgelengdedekning og rombaserte oppløsning det til det eneste teleskopet som er i stand til å fange det opp. «Hubble ga det eneste bildet som viser galaksens ioniserende fotoner – lys som er i stand til å fjerne 'tåken' i og rundt galaksen,» sa Goovaerts.STScI+1

NASAs James Webb-romteleskop og European Southern Observatorys Very Large Telescope ga støttedata. Webb hjalp teamet med å analysere galaksens eldre stjernepopulasjon og måle stjernedannelseshistorien, mens VLT fastslo når MXDFz4.4 eksisterte. Kombinerte bilder fra Hubble og Webb bekreftet at nylig stjernedannelse skjedde i utbrudd, med yngre stjernepopulasjoner ansvarlige for å fjerne den omkringliggende gassen.science.nasa+1

Nærmere reioniseringens opprinnelse

Før denne oppdagelsen daterte den tidligste kjente galaksen som sendte ut ioniserende lys til da universet var 1,6 milliarder år gammelt. MXDFz4.4 skyver den grensen tilbake med omtrent 200 millioner år, noe som bringer forskere nærmere forståelsen av hvordan reioniseringstiden utspilte seg.science.nasa

«Hubbles observasjoner av MXDFz4.4 lar oss teste hypotesene våre mye nærmere reioniseringstiden enn noen gang før,» sa Marc Rafelski, nestleder for Hubble-oppdraget ved STScI og medforfatter av artikkelen. «Å finne flere galakser, spesielt på litt senere kosmiske tidspunkter hvor større utvalg er innen rekkevidde, ville la oss forfine disse målingene og finne ut hva som fjernet sikten vår da den tiden tok slutt.»science.nasa