Här ses en otroligt snabb stjärnbildning

 

Bild https://www.chalmers.se/  det ljus som skiner i rött är ljus som färdats från det avlägsna förflutna: Galaxen Y1 (inringad) lyser tack vare stoftkorn som värmts upp av nybildade stjärnor. Bilden är tagen med James Webb-teleskopet. NASA, ESA, CSA, STScI, J. Diego (Instituto de Física de Cantabria, Spanien), J. D’Silva (U. Western Australia), A. Koekemoer (STScI), J. Summers & R. Windhorst (ASU), och H. Yan (U. Missouri)

Astronomer har upptäckt en extrem och tidigare okänd typ av stjärnbildningsplats genom att lyckas mäta temperaturen i en avlägsen galax. Galaxen lyser intensivt av överhettat kosmiskt stoft och här bildas stjärnor 180 gånger snabbare än vår egen Vintergata. Upptäckten gjordes med Almateleskopet i Chile.

De första generationerna av stjärnor som bildades i universum kom till under förhållanden som skiljer sig avsevärt från allt vi kan se på närmare håll i rymden idag. Astronomer studerar dessa skillnader med hjälp av kraftfulla teleskop som kan upptäcka galaxer så långt bort att deras ljus har färdats mot oss i flera miljarder år.

Nu har ett internationellt forskarlag under ledning av Chalmersastronomen Tom Bakx,  lyckats mäta temperaturen i en av de mest avlägsna kända ”stjärnfabrikerna”. Galaxen, Y1 vilken ligger så långt bort att dess ljus har tagit över 13 miljarder år att nå oss.

– Vi ser tillbaka på en tid då det i universum skapades stjärnor mycket snabbare än idag. Tidigare observationer av galaxen avslöjade att den innehåller stoft och damm vilket gör den till den mest avlägsna galax där vi kunnat upptäcka ljus från stoft. Detta fick oss att misstänka att här förekommer snabb stjärnbildning av ett slag vi inte tidigare sett. För att kunna vara säkra ville vi mäta platsens temperatur, beskriver Tom Bakx.

Stjärnor som vår sol föds i enormt täta gasmoln i rymden. Orionnebulosan är ett välkänt exempel på en sådan stjärnfabrik. Dessa nebulosor lyser starkt på natthimlen tack vare de yngsta och tyngsta stjärnorna här som lyser upp moln av gas, stoft och damm i många olika färger.

Vid våglängder som är längre än det mänskliga ögat kan uppfatta lyser stjärnfabriker också starkt, men då tack vare ett enormt antal små kosmiska stoftkorn, uppvärmda av stjärnljus.

För att kunna undersöka Y I galaxens temperatur utnyttjade forskarna teleskopet Almas känslighet. Alma är ett av världens största radioteleskop beläget på en mycket torr bergsplatå i norra Chile. Forskarna kunde avbilda galaxen i precis rätt färg vid en våglängd på 0,44 millimeter med hjälp av Alma-teleskopets avancerade Band 9-mottagare.

– Vid den här våglängden lyser galaxen upp av många böljande moln bestående av lysande stoftkorn. När vi såg hur starkt den här galaxen lyser i denna våglängd jämfört med andra våglängder visste vi med en gång att vi upptäckt något speciellt, beskriver Tom Bakx.

Mätningar visade att galaxens stoftmoln glöder med en temperatur av minus 180 grader Celsius.

– Detta är mycket varmare än i någon annan jämförbar galax  har sett lyser. Temperaturen bekräftar att det är en extrem stjärnfabrik. Det är första gången vi ser en galax som denna. Men vi tror att det kan finnas många fler där ute. Stjärnbildningsplatser som Y1 kan ha varit vanliga i det tidiga universum, beskriver Yoichi Tamura, astronom vid Nagoya-universitetet i Japan.

I galaxen Y1 sker stjärnbildning i en extrem och hög takt som motsvarar 180 gånger vår sols massa varje år. I Vintergatan, skapas i snitt bara ungefär en ny stjärna med solens massa per år. I det unga universum, där vi ser galaxen Y1, tror forskarna att sådana korta utbrott av stjärnbildning kan ha varit vanliga. Astronomer har förbryllats över detta, men nu pekar Y1:s ovanliga temperatur på en lösning. Forskaren Laura Sommovigo, astrofysiker vid Flatiron Institute och Columbia University  USA, beskriver det enligt följande: 

– Galaxer i det tidiga universum verkar vara för unga utifrån den mängd stoft och damm de innehåller. Det märkliga är att de inte innehåller tillräckligt många gamla stjärnor, runt vilka de flesta stoftkorn bildas. Men en liten mängd varmt stoft kan lysa lika starkt som stora mängder kallt stoft och det är precis vad vi ser i Y1. 

Dessa galaxer är fortfarande unga och innehåller ännu inte så mycket tunga grundämnen eller stoft. Men här finns mindre mängder vilka är både varma och ljusstarka.  Forskningsresultatet presenteras i artikeln A warm ultraluminous infrared galaxy just 600 million years after the Big Bang, i publicerats i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.