Det tidiga universum var fullt av spiralgalaxer

 

Standardmodellen för galaxer säger att de utvecklats över tid. Galaxer bildades från av stora moln bestående av väte och helium och hade därför troligen en ganska oordnad struktur i början. Med tanke på det tidiga universums densitet var galaktiska kollisioner och sammanslagningar vanliga vilket gav galaxerna rotation och då bildades skiv- och spiralformerna. Allt detta tog tid, så vi förväntar oss att spiralgalaxer är ganska vanliga i nuvarande universum men var sällsynta i det tidiga universum.

I det nya arbetet gjort av forskare vid Cornell university användes data från Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS), insamlade av James Webb Space Telescope. Forskarlaget identifierade 873 galaxer större än 10 miljarder solmassor, med rödförskjutningar mellan z = 0,5 och z = 4. Galaxer med denna rödförskjutning är mellan 5 miljarder till 12 miljarder år gamla, så de sträcker sig från de tidigaste galaxerna till de av idag. Av dessa galaxer klassificerades 216 som spiralgalaxer. Forskarna var noga med att påpeka att vissa av dessa kan vara sammanslagna galaxer som blev felklassificerade, men även då klassificerades 108 av galaxerna som spiralgalaxer.

Z talar om hur många år ljuset från objektet har färdats för att nå oss, men detta är inte avståndet till objektet i ljusår, eftersom universum har expanderat när ljuset färdades och objektet nu är mycket längre bort.

När teamet ordnade dem efter rödförskjutning fann de att medan andelen spiralgalaxer minskade i antal när man såg längre tillbaka i tiden, var andelen spiralgalaxer vid rödförskjutningar över z = 3 likväl mycket högre än förväntat. När teamet kalibrerade observationerna fann de att ungefär en femtedel av galaxerna vid z = 3 är spiralgalaxer. Dessa mycket tidiga galaxer skulle då ha  blivit spiralgalaxer mindre än två miljarder år efter Big Bang vilket innebär att det skulle varit kort tid för sammanslagningar och kollisioner som orsak till dem.

Med andra ord utvecklades många galaxer till spiralgalaxer tidigt i universum. Så även om kollisioner och sammanslagningar spelar en roll i bildandet av spiralgalaxer (senare i tiden) finns det sannolikt andra faktorer som spelat in då de tidigaste bildades. För närvarande är det inte klart vilka dessa faktorer är. Med framtida data från JWST hoppas forskarlaget kunna ta reda på hur dessa tidiga galaxer utvecklades och varför spiralgalaxer har funnits så länge.

Kan det vara så att spiralformen är en naturlig form då galaxer bildades tidigt i universum. Kanske man ska se på expansionen och gravitationen  (rörelsen i det tidiga universum) gåtans lösning kan troligen finnas i detta.

Bild vikipedia på en spiralgalax här NGC 3031.

En gång fanns det andra spiralarmar i vintergatan

 

Ett internationellt team av astronomer under ledning av Chervin Laporte forskare vid Institute of Cosmos Sciences vid Universitetet i Barcelona (ICCUB-IEEC) har använt data från rymdteleskopet Gaia. för att skapa en ny karta över Vintergatans yttre skiva. Här fann man strukturer som antas vara fossila (tidigare)  spiralarmar. Teamet publicerade sitt arbetsresultat som en artikel i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters.

Teamet hade då analyserat Gaia-rörelsedata från december 2020  med syftet att identifiera sammanhängande strukturer. Deras karta avslöjade förekomsten av många tidigare okända snurrande strukturer vid kanten av vintergatans skiva (området från vilket spiralarmarna tänjs ut). Resultatet gav en skarpare helhetsbild av tidigare kända strukturer. Numeriska simuleringar förutsäger att sådana strukturer bildas i den yttre skivan från tidigare satellitinteraktioner (närkontakter med dvärggalaxer) men den stora mängden understruktur som sågs i denna karta förväntades inte och förblir ett mysterium. Frågan man ställde var vad dessa strukturer kan ha för bakgrund? En möjlighet är att de är rester av tidvattenarmar från Vintergatans skiva som vid olika tidpunkter störts av närkontakt med mindre galaxer. Galaxen är i dag omgiven av ca 50 dvärggalaxer och har slukat  många andra galaxer i sitt förflutna. För närvarande tros Vintergatan störas mest av dvärggalaxen Sagittarius Dwarf Spheroidal Galaxy. men i sitt mer avlägsna förflutna interagerade den med bland annat galaxen Gaia Sausage som resulterade i att denna spred sina stjärnor i utkanten av vår galax.

En annan möjlighet är att inte alla dessa strukturer är äkta fossila spiralarmar utan istället bildar stjärnkaoset storskaliga vertikala förvrängningar i Vintergatans skiva.

För att försöka skilja mellan de två förklaringarna har teamet nu säkrat möjligheten av ett uppföljningsprogram med hjälp av William Herschel Telescope på Kanarieöarna med syftet att studera egenskaperna hos stjärnpopulationerna i varje understruktur. Framtida undersökningar kommer att bidra till att belysa naturen och ursprunget till dessa strukturer och förhoppningsvis ge ny kunskap.

Kanske svaret på frågan om dessa oregelbundna stjärnsamlingar är tidigare spiralarmar till Vintergatan eller inte.

Bild från pxhere.com

Spiralgalaxerna kan vara de tidigaste galaxerna i universum

Direkt efter BigBang för 13,8 miljarder år sedan var universum funktionslös och enhetlig. Ett intetsägande plasma av laddade partiklar i expansion. Men snart bildades grundämnen och expansionen tog än mer fart (och accelererar än i dag). Stjärnor av väte bildades först och efterhand allt mer avancerade grundämnen och stjärnor bildades  av det slag som finns i dag och slöts samman i grupper (galaxer).

Diskussioner har länge förts om när de första galaxerna bildades.  Nu har en galax hittats som enligt nuvarande forskning visar sig ha bildats redan 1,5 miljarder år efter BigBang. Upptäckten gjordes av en grupp astronomer ledd av Marcel Neeleman (Max Planck Institute for Astronomy).

Överraskande nog är galaxen en spiralgalax likt  Vintergatan där vi ingår med vårt solsystem i en av spiralarmarna. Detta förvånande då man tidigare ansett att klotgalaxer var de första galaxerna. Men så verkar det inte ha varit.

För min del (min anm,) tror jag vi kommer att upptäcka fler galaxer i detta tidsspann och att det bland dessa finns både klotgalaxer, spiralgalaxer och andra formationer av galaxer. Men frågan som kan ställas är varför en stjärnsamling bildar en viss form av galax.

Bild på Vintergatan från 

Regelbundna radiosignaler har upptäckts från en närliggande spiralgalax.

500 miljoner ljusår bort från oss finns en spiralgalax varifrån en regelbunden radiosignal har sänts. Signalen har fått beteckningen FRB 180916.J0158+65.

Snabba radiosignalskurar eller FRBs är millisekundlånga utbrott av radiovågor i rymden är två skilda slag av signaler. Enstaka radiovågsskurar avges en gång och upprepas inte. Upprepande snabba radiovågsskurar är kända för att skicka ut korta energiska radiovågor flera gånger. 


Flera enskilda snabba radiovågsskurar under de senaste åren har spårats tillbaka till sina källor i andra galaxer men vad som skapat dem är okänt. Källan till den nya upprepande FRB känd som 180916. J0158 + 65 observerades av åtta markbaserade teleskop. Dessa kunde spåra signalerna till en galax en halv miljard ljusår bort från jorden. 


Även om det låter otroligt avlägset är det sju gånger närmare oss än den andra upprepande radiovågssignalen och mer än 10 gånger närmare än de hittills spårade icke-upprepande FRBs. "Skillnaderna mellan upprepade och icke-upprepande snabba radiovågsskurar är alltså mindre tydligt och vi tror att dessa händelser inte kan kopplas till en viss typ av galax eller miljö", säger Kenzie Nimmo, studie medförfattare och doktorand vid University of Amsterdam.


 "Det kan vara så att FRBs produceras i en stjärnrik miljö men kräver vissa specifika villkor för att sända ut dessa."

Den nu upprepande snabba radiovågsignalen spårades till en av spiralarmarna på en spiralgalax. Det var till en stjärnbildande region i ena armen, den spårades till säger forskarna.


Jag (min anm.) ser detta som indicier på att dessa signaler under vissa förutsättningar uppstår enstaka eller upprepande vid stjärnbildning. Troligen kan detta ske när som helst i stjärnbildningsområden i en ex spiralarm och även i vår galax, Vintergatan.
Bild från Hubble-teleskopetut i universum.

Messier 81 är Vintergatans tvillinggalax. Se den i dagarna med en kikare

Just nu mellan 15-20 mars är det möjligt att med ett mindre teleskop eller en kikare se spiralgalaxen Messier 81. Detta fastän den finns 12 miljoner ljusår bort.

Denna galax kan ses som tvillinggalax till Vintergatan då dess storlek är som Vintergatans ca 100 000 ljusår och innehåller hundra miljarder stjärnor. Utseendet är även som Vintergatan en spiralgalax.

Härifrån tar den lika stor plats som månen men en kikare behövs för att sen. Lite öster om galaxen kan Karlavagnen.

Stora galaxer långt bort rör sig bort från oss. Men denna galax rör sig mot oss. Något vilket forskare tror i framtiden kommer att ändras då dess granngalaxer drar den bort från oss och troligen kommer att lyckas med det i framtiden. Men ingen vet säkert.

Men nog är det spännande att vi har en galax däruppe så lik vår.

Bilden överst är på Messier 81 nedan på Vintergatan