Galakse fra tidenes morgen

Astronomene har sett et glimt av universets tidligste barndom: Bildet av en galakse fra bare 500 millioner år etter det store smellet.

Publisert
Det store bildet viser galaksehopen MACS J1149 2223. Den virker som en gravitasjonslinse som forsterker lyset fra fjerne galakser bakenfor. På utsnittene kan vi se den nyoppdagede galaksen MACS 1149-JD som en svak rød flekk. (Foto: NASA/ESA/STScI/JHU)
Det store bildet viser galaksehopen MACS J1149 2223. Den virker som en gravitasjonslinse som forsterker lyset fra fjerne galakser bakenfor. På utsnittene kan vi se den nyoppdagede galaksen MACS 1149-JD som en svak rød flekk. (Foto: NASA/ESA/STScI/JHU)

Dersom astronomene skulle lage et fotoalbum over universets liv, ville det inneholde et frustrerende hull.

Vi ville nemlig ha noen ganske fine bilder fra perioden umiddelbart etter fødselen, da verdensrommet var under 400 000 år gammelt. Men så ville det brått bli slutt. Fra de neste 650 millioner åra ville det knapt eksistere et eneste bilde.

Vi vet lite om hva som foregikk i denne delen av universets barndom. Det er ikke minst frustrerende fordi det nettopp var i denne perioden at verdensrommet utviklet seg fra et stjerneløst stummende mørke til galaksehavet vi kjenner i dag.

Men nå har vi fått et nytt glimt av verdens obskure barneår.

Wei Zheng fra amerikanske Johns Hopkins University og kollegaene hans har funnet og fotografert galaksen MACS 1149-JD, som eksisterte 500 millioner år etter det store smellet.

- Denne galaksen er det fjerneste objektet vi noensinne har observert med høy sikkerhet, sier Zheng i en pressemelding.

- Framtidig arbeid som involverer denne galaksen – i tillegg til andre slike som vi håper å finne – vil gi oss muligheten til å studere universets tidligste objekter og hvordan den mørke tida endte.

Bakgrunnsstråling

Forskerne drar nytte av to fascinerende fenomener for å finne ut hvordan universet har utviklet seg.

Det ene er den kosmiske bakgrunnsstrålinga. Dette er et slags ekko av stråling, skapt av noe som skjedde i verdensrommet rundt 300 000 år etter det store smellet. Og denne strålinga gir et bilde av hvordan verdensrommet så ut så tidlig i historien. 

Det andre er den fantastiske kosmiske tidsmaskinen.

Siden lyset trenger tid på å reise over de enorme avstandene i universet, kan vi nemlig se bakover i tida.

Studerer fortida

Lyset fra sola er for eksempel allerede åtte minutter gammel når det treffer oss. Lyset fra den nærmeste stjerna er fire år gammelt. Det betyr at vi ikke ser stjerna slik den er nå, men slik en var for fire år siden.

Og jo fjernere objekter vi kikker på, jo lenger tilbake i tida ser vi. Dermed kan forskerne altså studere stjerner og galakser slik de så ut for tusener, millioner og milliarder av år siden.

Men jo lenger ut vi kikker, jo svakere blir stjernelyset. Mindre og mindre informasjon når hele veien og tida fram til oss. Selv med nye teknikker er det vanskelig å se noe som helst fra før 650 millioner år etter det store smellet.

Derfor benyttet Zheng og kollegaene seg av et ekstra triks: Gravitasjonslinser.

Forstørrelsesglass

Gravitasjonslinser dannes når man ser på fjerne områder av rommet som ligger bakenfor en samling relativt nære kjempegalakser. Gravitasjonen fra de store galaksene bøyer lyset som suser forbi dem, slik at galaksene i bakgrunnen faktisk blir forstørret.

Og forskerteamet begynte nettopp å lete etter ultrafjerne galakser bak slike kosmiske forstørrelsesglass. Etter å ha søkt igjennom 12 stykker, dukket altså den 13,2 milliarder år gamle galaksen opp.

Observasjoner av vidunderet ble gjort med både Spitzerteleskopet og romteleskopet Hubble. Og det var nok nyanser i det svake skinnet til å fortelle litt om galaksen langt der ute.

Liten og kompakt

Zheng og co tror galaksen MACS 1149-JD kan ha vært opptil 200 millioner år gammel da lyset ble sendt ut, og den er liten og kompakt – med bare én prosent av massen som Melkeveien har i dag.

Det passer med teoriene. Astronomene mener de tidlige galaksene nettopp var små
i begynnelsen, før de med tida krasjet sammen og ble til gigantiske stjernesamlinger.

Men det er også svært mye vi ikke vet om det tidlige universet. Selv om forskerne nok jubler over den nye oppdagelsen, trenger de mange flere funn for å virkelig kunne si noe om hvordan lysene ble tent i verden.

Og det kommer de kanskje til å få også. Om ikke lenge er nye, supersterke teleskoper i aksjon på jorda, og Hubbles storebror James Webb Space Telescope skytes snart ut i verdensrommet.

Er vi heldige, vil noen av de manglende bildene fra universets tidligste barndom komme til rette i åra som kommer.

Referanser:

W. Zheng et al., A magnified young galaxy from about 500 million years after the Big Bang, Nature, vol 489, 20. september 2012, s 406-408.

Daniel Stark, Searching for the cosmic dawn, Nature, vol 489, 20. september 2012, s 370-371.