Signale, die in Elementen aus dem frühen Universum geschrieben wurden, haben die älteste bekannte Fusion zwischen zwei Galaxien offenbart, die weniger als eine Milliarde Jahre nach dem Urknall stattfindet.
Die Forscher haben sich kürzlich an das Atacama Large Millimeter Array (ALMA) -Teleskop in Chile gewandt, um nach Funkemissionen einer entfernten, aber sehr hellen sternbildenden Galaxie namens B14-65666 zu suchen, die sich etwa 13 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Frühere Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops im ultravioletten Spektrum deuteten darauf hin, dass die Galaxie zwei "Klumpen" von Sternen enthielt, den nordöstlichen "Klumpen A" und den südwestlichen "Klumpen B".
Neue Beobachtungen mit ALMA, einem hochempfindlichen Radioteleskop, ergaben drei unterschiedliche Signaturen in jedem der beiden Klumpen: die aus Kohlenstoff, Sauerstoff und Staub. (Die drei Quellen erzeugen alle unterschiedliche Signale in Radiowellen.) Solche Signale wurden in einer so alten Galaxie noch nie gefunden. Variationen zwischen diesen Signalen sagten den Wissenschaftlern, dass die Doppelcluster von B14-65666 zwei Galaxien darstellten, die sich zusammengeschlossen hatten, bevor das Universum noch eine Milliarde Jahre alt war, berichteten die Forscher in einer neuen Studie.
ALMA befindet sich in der Atacama-Wüste in Chile und verwendet 66 bodengestützte Antennen, um einige der kältesten und am weitesten entfernten Objekte des Universums zu erfassen. Laut der Europäischen Weltraumorganisation scannt ALMA den Himmel mit einem "Auge", das zehnmal schärfer ist als das von Hubble.
ALMAs Beobachtungen von B14-65666 deckten Signale auf, die für Hubble unsichtbar waren. Obwohl die Autoren der Studie Staub, Kohlenstoff und Sauerstoff in beiden galaktischen Klumpen entdeckten, bewegten sich die Emissionen von Klumpen A mit einer anderen Geschwindigkeit als die gleichen Emissionen von Klumpen B.
Dies deutete den Wissenschaftlern an, dass die Klumpen die Überreste von zwei Galaxien waren, die bei einer "großen Fusion" kollidiert waren, die noch im Gange war, was B14-65666 zum ältesten bekannten Beispiel einer galaktischen Kollision machte, schrieben die Wissenschaftler.
Sie stellten auch fest, dass die hohen Temperaturen des Staubes und die Helligkeit von B14-65666 wahrscheinlich auf starke ultraviolette Strahlung zurückzuführen sind, die durch extrem aktive Sternentstehung verursacht wird. Die Galaxie ist etwa 100-mal aktiver als die Milchstraße, obwohl die Milchstraße um etwa 90% die größere Galaxie ist, berichteten die Forscher.
Dies ist ein weiterer Beweis dafür, dass sich diese Galaxie aus einer Kollision gebildet hat, da galaktische Fusionen laut der Studie aufgrund der erhöhten Gaskompression aufgrund des Aufpralls typischerweise einen Wahnsinn von Sterngeburten hervorrufen.
"Mit umfangreichen Daten von ALMA und HST, kombiniert mit einer erweiterten Datenanalyse, könnten wir die Teile zusammenfügen, um zu zeigen, dass B14-65666 ein Paar verschmelzender Galaxien in der frühesten Ära des Universums ist", so die Postdoktorandin Takuya Hashimoto Forscher der Japanischen Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaft und der Waseda-Universität in Tokio, sagte in einer Erklärung.
Die Quantität und Qualität der von B14-65666 verfügbaren Daten machen es zu einem guten Kandidaten für weitere Studien, sagten die Forscher. Die nächsten Schritte könnten die Suche nach chemischen Fingerabdrücken von Stickstoff- und Kohlenmonoxidmolekülen umfassen, um ein detaillierteres Bild davon zu erhalten, wie sich die frühesten Galaxien gebildet und entwickelt haben, sagte Studienkoautor Akio Inoue, Professor an der Waseda-Universität, in der Erklärung.
Die Ergebnisse wurden am Montag (17. Juni) online in der Zeitschrift Publications der Astronomical Society of Japan veröffentlicht.
