O Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) foi usado para detectar as nuvens mais distantes do gás de formação de estrelas ainda encontrados em galáxias normais no início do Universo. As novas observações permitem aos astrónomos começar a ver como as primeiras galáxias foram construídos e como eles apagada a neblina cósmica durante a era da reionização. Esta é a primeira vez que essas galáxias são vistos como mais do que apenas blobs fracos.
Quando as primeiras galáxias começaram a formar algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang, o Universo estava cheio de uma névoa de gás hidrogênio. Mas à medida que mais e mais brilhantes fontes - Ambas as estrelas e quasares alimentados por enormes buracos negros - começou a brilhar que dispersou a bruma e fez o Universo transparente à luz ultravioleta [1]. Os astrônomos chamam esta a época de reionização , mas pouco se sabe sobre estas primeiras galáxias, e até agora eles têm apenas sido visto como blobs muito tênues. Mas agora novas observações usando o poder do ALMA estão começando a mudar isso.
Uma equipe de astrônomos liderados por Roberto Maiolino (Laboratório Cavendish e Instituto Kavli de Cosmologia , da Universidade de Cambridge, Reino Unido) treinados ALMA em galáxias que foram conhecidos para ser visto apenas cerca de 800 milhões de anos após o Big Bang [2]. Os astrônomos não estava procurando a luz das estrelas, mas em vez disso para o fraco brilho de carbono ionizado [3] proveniente das nuvens de gás a partir do qual as estrelas estavam se formando. Eles queriam estudar a interação entre uma jovem geração de estrelas e os aglomerados frias que foram montagem para estas primeiras galáxias.
Eles também não estavam olhando para os extremamente brilhantes objetos raros - como quasares e galáxias com taxas muito altas de formação de estrelas - que tinha sido visto até agora. Em vez disso, concentrou-se em um pouco menos dramática, mas muito mais comum, galáxias que reionizado o Universo e passou a se transformar na maior parte das galáxias que vemos ao nosso redor agora.
A partir de uma das galáxias - dado o rótulo BDF 3299 - ALMA poderia pegar um sinal fraco, mas claro desde o carbono brilhante.No entanto, esse brilho não era proveniente do centro da galáxia, mas sim de um lado.
Co-autor Andrea Ferrara ( Scuola Normale Superiore , Pisa, Itália) explica o significado das novas descobertas: "Esta é a detecção mais distante já deste tipo de emissões de uma galáxia 'normal', visto menos de um bilhão de anos após a Big Bang. Isso nos dá a oportunidade de assistir a acumulação das primeiras galáxias. Pela primeira vez, estamos vendo galáxias antigas não apenas como pequenas gotas, mas como objetos com estrutura interna! "
Os astrónomos pensam que a localização fora do centro do brilho é porque as nuvens centrais estão sendo interrompidos pelo ambiente hostil criado pelas estrelas recém-formadas - tanto a sua intensa radiação e os efeitos de explosões de supernovas - enquanto o brilho de carbono está traçando fresco frio gás que está sendo acrescido a partir do meio intergaláctico.
Ao combinar as novas observações ALMA com simulações de computador, foi possível compreender em detalhe os processos-chave que ocorrem dentro das primeiras galáxias. Os efeitos da radiação de estrelas, a sobrevivência das nuvens moleculares, a fuga de radiação e a estrutura complexa do meio interestelar ionizante pode agora ser calculado e comparado com a observação. BDF 3299 é susceptível de ser um exemplo típico dos responsáveis pela reionização galáxias.
"Temos vindo a tentar compreender o meio interestelar ea formação das fontes reionização por muitos anos. Finalmente, para ser capaz de testar as previsões e hipóteses em dados reais do ALMA é um momento emocionante e abre um novo conjunto de perguntas. Este tipo de observação irá esclarecer muitos dos problemas espinhosos que temos com a formação das primeiras estrelas e galáxias no Universo ", acrescenta Andrea Ferrara.
A imagem no topo da página de uma galáxia starburst monstro início do início do universo combina dados de ALMA eo Telescópio Espacial Hubble. Mostrado em vermelho é o distante, galáxia de fundo, sendo distorcido pelo efeito de lente gravitacional produzido pela galáxia em primeiro plano, descrito como o ponto azul visto pelo Hubble. A galáxia de fundo aparece deformado em um assim chamado anel de Einstein: um círculo de luz ao redor da galáxia em primeiro plano.
O Galaxy diário via Alma Observatory
Topo da página Imagem: Alma / Dan Marrone
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