En af de fjerneste galakser, som nogensinde er observeret er også grundigt fyldt med støv. Det er ikke set før så tidligt i Universets historie. Åbenbart udvikler nogen galakser sig langt hurtigere efter Big Bang end astronomerne hidtil har troet. Det er observationer med ESOs ALMA-teleskop, som har indfanget den svage glød af koldt støv i galaksen med det mundrette navn A1689-zD1, og Very Large Telescope (VLT) er så brugt til at måle afstanden til galaksen.

Det er et hold astronomer under ledelse af Darach Watson fra Københavns Universitet, som har brugt X-shooter-instrumentet på Very Large Telescope i kombination med ALMA - Atacama Large Millimeter/submillimeter Array til at observere en af de yngste og fjerneste galakser, som nogensinde er fundet. Overraskende nok fandt de ud af, at galaksen er nået meget længere i sin udvikling end forventet. Det kan ses af støvindholdet i galaksen, og indholdet svarer til en meget moden og udviklet galakse som for eksempel Mælkevejen. Det galaktiske støv er vigtigt for livets oprindelse fordi det er en forudsætning for planetdannelse, komplekse molekyler og normale stjerner.

Galaksen har katalognummeret A1689-zD1. Den eneste grund til, at vi overhovedet kan se den er, at lyset fra den bliver forstærket mere end ni gange af en gravitationslinse, som ligger imellem os og den fjerne galakse. Linsen er en galaksehob, som hedder Abell 1689. Uden hjælp fra denne smukke hob ville den fjerne baggrundsgalakse have været alt for svag til at kunne ses.

Vi ser A1689-zD1 som galaksen så ud, da Universet var kun 700 millioner år gammelt. Det er 5% af den nuværende alder. Selve galaksen er ret så ydmyg - meget lettere og mindre lysstærk end mange andre af de objekter, som vi har studeret fra samme tidsperiode i Universets ungdom. Dermed er denne galakse nok også mere typisk for sin tid. Vi har blot aldrig før kunnet se en af slagsen.

A1689-zD1 ser vi vi som den så ud under den periode i det tidlige Univers, som kaldes reionisationsperioden. Det var den gang da de første stjerner blussede op, og for første gang oplyste Universet. Indtil da havde Universet i lang tid været gennemsigtigt, men mørkt - i den periode, som kaldes " the Dark Ages." ("De mørke tider". Heri ligger et ordspil på engelsk, idet Middelalderen kaldes det samme. o.a.). Istedet for som forventet at ligne en ung galakse, overraskede denne her astronomerne fordi den viser tegn på en udviklet kernefysik og indeholder store mængder kosmisk støv.

"Da vi med VLT-målingerne havde fundet galaksens afstand, opdagede vi, at den tidligere var blevet observeret med ALMA," siger Darach Watson. "Vi regnede ikke med at finde noget særligt, men jeg vil nok sige, at vi blev ret så enthusiastiske, da vi fandt ud af at ALMA ikke blot havde observeret vores galakse. Det var også blevet gjort godt og grundigt. Et af hovedmålene med ALMA-observatoriet var at finde galakser i det unge Univers ved hjælp af deres stråling fra kolde gasser og støv - og her var vi lige på kornet."

Galaksen var kosmisk set en baby, men helt klart tidligt udviklet. Dens unge alder taget i betragtning ville vi vente, at den manglede de tungere grundstoffer, det vil sige alt tungere end hydrogen og helium. De tunge grundstoffer er det, vi i astronomien med en samlende betegnelse kalder metaller. De tunge grundstoffer dannes i stjernernes dybe indre, og de bliver først spredt ud i det omgivende rum når stjernerne eksploderer eller på anden måde går til grunde. Denne berigelse eller "forurening" med tunge grundstoffer skal ske i mange stjernegenerationer efter hinanden før vi kan måle væsentlige mængder af kulstof, ilt og kvælstof.

Men overraskende nok udsender A1689-zD1 masser af stråling i det fjerne infrarøde bølgelængdeområde. Det viser, at der allerede på trods af galaksens unge alder var dannet masser af stjerner og store mængder metaller. Dertil kommer, at støvindholdet i forhold til gasindholdet er så højt, at det svarer til det, vi finder i meget mere udviklede, ældre galakser.

"Vi er stadig ikke helt sikre på, hvor det galaktiske støv kommer fra," forklarer Darach Watson,"men det, vi måler her, tyder på, at støvet dannes meget hurtigt, og så tidligt som indenfor 500 millioner år efter at selve stjernedannelsen i Universet starter. Det er meget kort tid, kosmologisk set - når man tager i betragtning, at de fleste stjerner lever i flere milliarder år".

Det ser ud til, at A1689-zD1 kontinuerligt og stille og roligt har dannet stjerner siden 560 millioner år efter Big Bang. Alternativt har galaksen gennemgået en kort periode med ekstremt hurtig stjernedannelse, et starburst , før aktiviteten så igen er klinget af.

Det har tidligere bekymret astronomerne, at man måske ikke ville kunne se støv i disse tidlige galakser overhovedet, men A1689-zD1 har gjort bekymringerne overflødige. Det tog kun kort tids ALMA-observationer før opdagelsen var i hus. Det nye i opdagelsen er først og fremmest, at der nu er evidens for støv i disse tidlige galakser. Det er ikke set før.

Kirsten Knudsen (Chalmers Tekniske Universitet) er medforfatter til artiklen. Hun tilføjer: "Denne helt overraskende støvede galakse har haft rigtig travlt med at danne sine første generationer af stjerner. Fremover vil ALMA kunne hjælpe os med at finde flere galakser af denne slags, og så finder vi måske også ud af, hvad det er, der får dem til at ville være voksne så hurtigt."

Kilde: ESO