Astronomen hebben teruggekeken naar een tijd kort na de oerknal, en hebben wervelend gas ontdekt in enkele van de vroegste sterrenstelsels die zich in het heelal hebben gevormd. Deze 'pasgeborenen' - waargenomen zoals ze er bijna 13 miljard jaar geleden uitzagen - draaiden als een draaikolk, vergelijkbaar met onze eigen Melkweg. Dit is de eerste keer dat het mogelijk is om op zo'n vroeg punt in de geschiedenis van het heelal beweging in sterrenstelsels te detecteren.

Een internationaal team onder leiding van dr. Renske Smit van het Kavli Institute of Cosmology aan de Universiteit van Cambridge gebruikte de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili om een ​​nieuw venster op het verre heelal te openen, en hebben met deze telescoop voor het eerst in een zeer vroeg stadium in de kosmische geschiedenis normale stervormende sterrenstelsels kunnen identificeren. De resultaten worden gerapporteerd in het tijdschrift Natuur , en zal worden gepresenteerd op de 231e bijeenkomst van de American Astronomical Society.

Licht van verre objecten heeft tijd nodig om de aarde te bereiken, dus het observeren van objecten die miljarden lichtjaren verwijderd zijn, stelt ons in staat terug te kijken in de tijd en direct de vorming van de vroegste sterrenstelsels te observeren. Het heelal in die tijd, echter, was gevuld met een verduisterende 'nevel' van neutraal waterstofgas, waardoor het moeilijk is om de vorming van de allereerste sterrenstelsels met optische telescopen te zien.

Smit en haar collega's gebruikten ALMA om twee kleine pasgeboren sterrenstelsels te observeren, zoals ze slechts 800 miljoen jaar na de oerknal bestonden. Door de spectrale 'vingerafdruk' van het door ALMA verzamelde ver-infraroodlicht te analyseren, ze waren in staat om de afstand tot de sterrenstelsels vast te stellen en, Voor de eerste keer, zie de interne beweging van het gas dat hun groei voedde.

"Tot ALMA, we hebben de vorming van sterrenstelsels nog nooit zo gedetailleerd kunnen zien, en we hebben nog nooit de beweging van gas in sterrenstelsels zo vroeg in de geschiedenis van het heelal kunnen meten, " zei co-auteur dr. Stefano Carniani, van Cambridge's Cavendish Laboratory en Kavli Institute of Cosmology.

De onderzoekers ontdekten dat het gas in deze pasgeboren sterrenstelsels wervelde en roteerde in een draaikolkbeweging, vergelijkbaar met onze eigen melkweg en andere, meer volwassen sterrenstelsels veel later in de geschiedenis van het heelal. Ondanks hun relatief kleine formaat - ongeveer vijf keer kleiner dan de Melkweg - vormden deze sterrenstelsels in een sneller tempo sterren dan andere jonge sterrenstelsels, maar de onderzoekers waren verrast om te ontdekken dat de sterrenstelsels niet zo chaotisch waren als verwacht.

"In het vroege heelal, zwaartekracht zorgde ervoor dat gas snel de sterrenstelsels binnenstroomde, roerde ze op en vormde veel nieuwe sterren - gewelddadige supernova-explosies van deze sterren maakten het gas ook turbulent, " zei Smit, die een Rubicon Fellow is in Cambridge, gesponsord door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek. "We verwachtten dat jonge sterrenstelsels dynamisch 'rommelig' zouden zijn, vanwege de ravage veroorzaakt door exploderende jonge sterren, maar deze mini-sterrenstelsels tonen het vermogen om de orde te bewaren en lijken goed gereguleerd. Ondanks hun kleine formaat, ze groeien al snel om een ​​van de 'volwassen' sterrenstelsels te worden zoals we nu leven."

De gegevens van dit project over kleine sterrenstelsels effenen de weg voor grotere studies van sterrenstelsels tijdens de eerste miljard jaar van kosmische tijd. Het onderzoek werd gedeeltelijk gefinancierd door de European Research Council en de UK Science and Technology Facilities Council (STFC).