Astronomer som ser på avlägsna objekt i tid och rum
får ofta stoffstörningar i sitt teleskops synfält. Det är svårt att ta en
närmare titt på en galax som bildades för till exempel fem miljarder år sedan
eftersom det finns mycket partiklar som flyter omkring i själva galaxen och
blockerar sikten.
Med hjälp av James Webb Space Telescope (JWST) har Anna
Sajina, professor i astronomi och astrofysik vid Tufts Universitet i Boston Massachusetts,
studerat hur galaxer och svarta hål bildas.
Tillsammans med kollegor har hon upptäckt att det
istäckta stoftet i en avlägsen galax liknar stoft av det slag som finns närmare
oss. Upptäcktent kommer att göra det möjligt för astronomer att mer exakt
kalibrera sina beräkningar för att mäta saker som stjärn- och svarta
hålbildning i det tidiga universum.
Svårigheten med att studera dessa avlägsna
tidsperioder är att bildandet av
stjärnor och svarta hål är mycket skymt av stoft. I sin forskning fokuserar
Sajina på stoffskymda system och på att "förstå hur man korrigerar för
effekterna av damm", påtalar hon.
Stoft absorberar stjärnljus och sänder ut det i det infraröda
spektrumet är osynligt för det mänskliga ögat. En stor del av astronomernas
förståelse av stjärnbildning "bygger på förmågan att korrigera för stoftets
störning", beskriver Sajina. "För att korrigera för det måste man
göra vissa antaganden om dammets egenskaper."
Stoftet mellan stjärnorna består av små korn av ex
kol, kisel och järn. "Platser där stjärnor bildas är fyllda med kall, tät
gas och är rikt på stoft. Det är därför stjärnbildning är skymd av stoft."
Det interstellära stoftet står också för en stor del av råmaterialet för den
slutliga planetbildningen.
Forskarna använde Webbteleskopets instrument för att
se i mellaninfrarött ljus,
Sajinas arbete fokuserade på en galax cirka fem
miljarder ljusår bort, vilket innebär att ljuset som nådde JWST lämnade galaxen
för cirka fem miljarder år sedan. Galaxen har beteckningen SSTXFLS
J172458.3+591545, och här finns ett dolt svart hål (stoff mellan oss o hålet gör det dolt i synligt ljus) som aktivt
växer genom att konsumera interstellär gas, en så kallad aktiv galaxkärna.
Med den höga känsligheten hos Webbteleskopet kunde
forskarna upptäcka molekyler i fast form som is av koldioxid, kolmonoxid och
vatten på stoftkornen.
"Vi har upptäckt molekyler och till och med
mycket komplexa molekyler i rymden i form av gaser under lång tid",
beskriver Sajina, men det här är första gången "som vi tittar direkt på de
fasta ishöljena på stoftkornen."
Observationer bortom Vintergatan av dessa objekt
"är väldigt, väldigt sällsynta – de här är de första som kunde undersökas bortom
det lokala universum flera miljarder år tillbaka i tiden", beskriver hon.
"Spektradetaljerna är så mycket bättre att vi kan förstå mer om kemin som
finns på ytorna hos dessa korn."
Forskarna fann att sammansättningen av de istäckta
stoftpartiklarna "i princip är densamma som den vi ser i objekt i vår
egen galax och mycket närliggande objekt", beskriver Sajina. Så om det för
fem miljarder år sedan bildades planeter i dessa avlägsna galaxer skulle de ha
samma råmaterial som vi hade i Vintergatan.
Studien publicerades nyligen i AstrophysicalJournal.
