Intressant forskning om de första galaxerna.

 

Med hjälp av data från radioteleskop SARAS3 i Indien kunde forskare under ledning från University of Cambridge titta närmare på hur universum såg ut 200 miljoner år efter Big Bang och sätta gränsen för massa och energiproduktion i de första stjärnorna och galaxerna.

Då det gällde de första galaxerna genom att de inte hittade den signal de letat efter den så kallade 21 centimeter långa vätelinjen.

Denna icke-upptäckt gjorde det möjligt för forskarna att göra fler antaganden om kosmos första tids första galaxer och göra det möjligt för forskarna att utesluta scenarier (inklusive  förmodade galaxer)  som var ineffektiva då det gällde att värmare kosmisk gas och vara effektiva producenter av radioemissioner.

Även om vi ännu inte direkt kan observera de första galaxer ger resultaten som rapporteras i tidskriften Nature Astronomy ändå ett viktigt steg i förståelsen av  hur vårt universum övergick från att vara nästan öde till ett med otaliga stjärnor.

Resultaten som erhållits med hjälp av data  från SARAS3 en proof-of-concept-studie som nu banar väg för att förstå denna period i universums utveckling.

SKA-projektet  är ett projekt som involverar två av nästa generations teleskop som ska vara klara i slutet av decenniet – kommer sannolikt att kunna ta bilder av det tidiga universum, men för de nuvarande teleskopen som är i drift är utmaningen att upptäcka den kosmologiska signalen från de första stjärnorna som strålas från tjocka vätemoln en svår men kanske inte omöjlig uppgift.

Den ovan nämnda 21 centimeter långa vätelinjen är en radiosignal som producerades av väteatomer i det tidiga universum. Till skillnad från den nyligen lanserade James Webb teleskopet som direkt kan avbilda enskilda galaxer i det tidiga universum, kan studier av den 21 centimeter långa linjen, gjord med radioteleskop som den Cambridge-ledda REACH (Radio Experiment for the Analysis of Cosmic Hydrogen), berätta om hela populationer av ännu tidigare galaxer. De första resultaten väntas från Reach i början av 2023.

För att upptäcka den 21 centimeter långa linjen letar astronomer efter en radiosignal producerad av väteatomer i det tidiga universum, påverkad av ljuset från de första stjärnorna och strålning bortom vätedimman. Tidigare i år utvecklade samma forskare en metod som de säger ska göra det möjligt för dem att se genom dimman i det tidiga universum och upptäcka ljus från de första stjärnorna. Några av dessa tekniker har redan praktiserats i den aktuella studien.

Resultaten av SARAS3-analysen visar den första gången som radioobservationer av den genomsnittliga 21-centimeterslinjen har kunnat ge en inblick i de första galaxernas egenskaper i form av gränser för deras huvudsakliga fysikaliska egenskaper. Den hittades inte (21-centimeterslinjen) som beskrevs i början av inlägget.

Forskningen stöddes delvis av Science and Technology Facilities Council (STFC) och av UK Research & Innovation (UKRI) och Royal Society. Cambridgeförfattarna är alla medlemmar i Kavli Institute for Cosmology i Cambridge.

Bild vikimedia på NGC 7822 ett område där stjärnbildning sker som finns i stjärnbilden Cepheus. Här ses ett stort moln av gas och damm 3000 ljusår bort . Bilden innehåller data från kortvågsbandet som kartlägger utsläpp från atomärt syre, väte och svavel och visar dessa i blå, gröna och röda nyanser. Atomemissionen drivs av energirik strålning från de i centrala delarnas heta stjärnor. OBS detta är har inget r samband med den första stjärnbildningstiden utan är bara en illustration av fenomenet stjärnbildning.