Nya observationer gjorda med ESO:s jätteteleskop VLT ökar våra kunskaper om hur unga galaxer växer. Astronomer som gjort den största galaxkartläggningen i sitt slag har upptäckt att galaxer ändrar sina matvanor under “tonåren”, perioden mellan 3 och 5 miljarder år efter big bang. I början av denna fas föredrog galaxerna att småäta på jämna gasflöden. Senare växte galaxerna till sig genom att kannibalisera på mindre galaxer.
Astronomer har sedan ett tag vetat att universums första galaxer var mycket mindre än de imponerande spiraler och elliptiska galaxer som fyller dagens universum. Över kosmos livstid har galaxer gått upp i vikt rejält, men vad de har ätit och hur är ännu höljt i dunkel. Nu kommer ny kartläggning av noga utvalda galaxer, med fokus på tiden då de ännu inte är fullvuxna: “tonåren”, mellan 3 och 5 miljarder år efter big bang.
Med de toppmoderna instrumenten på ESO:s jätteteleskop VLT håller ett internationellt forskarlag på att nysta upp vad som egentligen hänt dessa galaxer. Efter mer än hundra timmar av observationer har teamet kunnat samla den hittills största uppsättningen av mätningar på gasrika galaxer i detta utvecklingsstadium.
Thierry Contini (IRAP, Toulouse, Frankrike) leder arbetet.
– Här tävlar två olika sätt för galaxer att växa: våldsamma sammangåenden då större galaxer äter upp mindre galaxer och ett jämnt flöde av gas in mot galaxerna. Båda sätten kan leda till att en massa nya stjärnor skapas, säger han.
De nya forskningsresultaten pekar på att det skedde en stor förändring i galaxernas kosmiska utveckling när universum var mellan 3 och 5 miljarder år gammalt. Jämna gasflöden verkar ha spelat en viktig roll i att bygga galaxer när universum var mycket ungt. Senare är det galaxer som går samman som är det viktigaste.
– För att förstå hur galaxer växer och utvecklas måste vi studera dem i största möjliga detaljrikedom. Instrumentet Sinfoni på VLT är ett av de mest kraftfulla verktygen för att undersöka unga och avlägsna galaxer. Det spelar samma roll för oss som ett mikroskop gör för en biolog, säger Thierry Contini.
De avlägsna galaxerna i den här kartläggningen ser ut som små ljussvaga fläckar på himlen. Men med den höga kvalitén som Sinfoni ger kan astronomerna kartlägga hur olika delar av galaxerna rör sig och dessutom vilka ämnen de består av. Några överraskningar kom fram under arbetets gång, menar Benoît Epinat, som varit med i studien.
– För mig var den största överraskningen att vi upptäckte så många galaxer där gasen inte roterar. Sådana galaxer ser man inte alls i vår närhet och ingen teori förutsäger att de ska finnas, säger Benoît Epinat.
– Vi förväntade oss inte heller att så många av de unga galaxerna vi observerade skulle ha tunga grundämnen koncentrerade i sina yttre delar. Det är helt tvärt emot vad vi ser i dagens galaxer, säger Thierry Contini.
Astronomerna har bara börjat analysen av den stora mängden observationer. De planerar också att observera galaxerna med kommande instrument på VLT, samt med ALMA för att studera den kalla gasen. I framtiden kommer E-ELT att vara perfekt utrustat för att göra sådana här observationer av ännu mer avlägsna galaxer.
