Observationer med ESO’s VLT har kastet lys over energikilden bag en sjælden, udstrakt sky af glødende gas i det tidlige Univers. Observationerne viser for første gang, at dette gigantiske ”Lyman-alfa blob” – et af de største kendte enkeltobjekter – får sin energi fra galakser indhyllet i den.

Et hold af astronomer har anvendt ESO’s VLT til at studere et usædvanligt objekt kaldet et Lyman-alfa blob. Disse enorme, sjældne og meget lysstærke strukturer ses normalt i områder i det tidlige Univers, hvor stof er koncentreret. Holdet opdagede, at lyset, der kommer fra et af disse blob er polariseret.

I dagligdagen bruges polariseret lys for eksempel til at skabe 3D-effekter i biografer. Det er første gang nogensinde, at polarisation er blevet fundet i et Lyman-alfa blob og denne observation hjælper med at løse mysteriet om, hvordan disse blob lyser.

”Vi har for første gang vist, at gløden fra dette gådefulde objekt er spredt lys fra lysstærke galakser gemt indeni, snarere end at det er gassen i skyen, der lyser selv,” forklarer Matthew Hayes (University of Toulouse, Frankrig), der er artiklens hovedforfatter.

Lyman-alfa blob er nogle af de største objekter i Universet: Gigantiske skyer af brintgas, der kan have diametre på nogle få hundredetusinde lysår (nogle få gange større end Mælkevejen). Og de producerer lige så meget energi som de mest lysstærke galakser. De findes typisk i stor afstand, så vi ser dem, som de var, da Universet kun var nogle få milliarder år gammelt. De er derfor vigtige for vores forståelse af, hvordan galakser opstod og udviklede sig, da Universet var yngre. Men kilden til deres ekstreme energiudsendelse og den detaljerede natur af disse blob har været uklar.

Holdet studerede LAB-1, der er et af de først opdagede og klareste blob. Det blev opdaget i år 2000 og ligger så langt væk, at dets lys har brugt omkring 11,5 milliarder år på at nå os. Med en diameter på omkring 300.000 lysår er det også et af de største blob vi kender og det indeholder flere purunge galakser herunder en aktiv galakse.

Der er flere konkurrerende teorier til at forklare Lyman-alfa blob. En idé er, at de lyser, når kølig gas trækkes sammen af et blobs stærke tyndekraft og bliver varm. En anden mulighed er, at de lyser på grund af lysstærke objekter indeni dem: galakser med voldsom dannelse af nye stjerner eller galakser, der rummer forslugne sorte huller, som opsluger materiale. De nye observationer viser, at det er galakser indeni og ikke gas, der trækkes sammen, som leverer energi til LAB-1.

Holdet afprøvede de to teorier ved at måle om lyset fra blob’et var polariseret. Ved at undersøge hvordan lys er polariseret, kan astronomer lære mere om de fysiske processer, der har produceret lyset eller hvad der er sket med lyset på dets rejse fra udgangspunktet til ankomsten på Jorden. Hvis lyset er blevet reflekteret eller spredt bliver det polariseret og denne subtile effekt kan registreres med et meget følsomt instrument. Det er dog en stor udfordring at måle polarisation af lyset fra Lyman-alfa blob på grund af deres store afstand.

”Disse observationer havde ikke været mulige uden VLT og dets FORS-instrument. Vi havde helt klart brug for to ting: Et teleskop med mindst et otte meter spejl til at samle lys nok og et kamera, der var i stand til at måle lysets polarisation. Ikke mange observatorier i verden tilbyder denne kombination,” tilføjer Claudia Scarlata, medforfatter på artiklen.

Ved at observere deres mål i omkring 15 timer med Very Large Telescope fandt holdet frem til, at lyset fra Lyman-alfa blob’et LAB-1 er polariseret i en ring omkring det centrale område og at der ikke var nogen polarisation i midten. Denne effekt er næsten umulig at frembringe, hvis lyset kun kommer fra gas, der falder ind i blob’et under påvirkning af tyngdekraften. Men det er netop hvad man ville forvente, hvis lyset kommer fra galakser inde i det centrale område, der bliver spredt af gassen på vej ud.

Astronomerne planlægger nu at kigge på flere af disse objekter for at se om resultaterne for LAB-1 også gælder for andre blobber.

Resultatet præsenteres i tidsskriftet Nature, der udkommer den 18. august.
Kilde: ESO