De första galaxerna uppkom i gas

Forskare har analyserat data från NASA:s James Webb Space Telescope och identifierat tre galaxer som troligen bildades när universum var 400 till 600 miljoner år gammalt. Webbs data visar att dessa galaxer är omgivna av gas som forskarna misstänker består De består nästan enbart av väte och helium. De första grundämnena som existerade i kosmos. Webbs instrument är så känsliga att de kunde upptäcka att det fanns  ovanligt mycket och tät gas omkring dessa galaxer. En gas som sannolikt gav bränslet till bildandet av de första stjärnorna som sedan samlades till galaxer.

"Dessa galaxer är som gnistrande öar i ett hav av neutral, ogenomskinlig gas", förklarar Kasper Heintz, huvudförfattare och biträdande professor i astrofysik vid Cosmic Dawn Center (DAWN) vid Köpenhamns universitet i Danmark. Utan Webb skulle vi inte kunnat observera dessa mycket tidiga galaxer än mindre förstå när de bildades eller av vad. I Webbs bilder ser galaxerna ut som svagt röda fläckar vilket är anledningen till att extra data o form av den  spektral undersöktes något sam var avgörande för teamets slutsatser.

 Dess spektra visar att ljus från dessa galaxer absorberas av stora mängder neutral vätgas. "Gasen måste vara mycket utbredd och täcka en mycket stor del av galaxen", beskriver Darach Watson, medförfattare och professor vid DAWN och tillägger. – Det tyder på att vi ser hur neutral vätgas samlas i koncentrationer av gas. Den gasen kom att svalna, klumpa ihop sig och bilda nya stjärnor.

Universum var en helt annan några hundra miljoner år efter big bang under en period för att sedan övergå i  återjoniseringens era. 

 Gasen mellan stjärnor och galaxer var i stort sett ogenomskinlig. Gas i hela universum blev helt genomskinlig först cirka 1 miljard år efter big bang då gasen tunnandes och och universum expanderat vidare. Galaxernas stjärnor bidrog till att värma upp och jonisera gasen runt dem vilket gjorde att gasen så småningom blev helt genomskinlig.

Men det återstår fler frågor att ta itu med. Var var gasen specifik? Hur mycket av den koncentrerades i galaxernas centrum – och hur mycket i deras utkanter? Är gasen bestående av enbart väte och helium eller innehåller den redan då tyngre grundämnen? Betydande forskning ligger framför forskarna. – Nästa steg är att bygga upp stora statistiska urval av galaxer och kvantifiera förekomsten och framträdandet av gas och  egenskaper i detalj, beskriver Heintz.

Studien har publicerats i tidskriften Science den 24 maj 2024

Bild https://www.pickpik.com/