Voor de eerste keer, er is een krachtige "wind" van moleculen gedetecteerd in een sterrenstelsel op 12 miljard lichtjaar afstand. Onderzoek naar een tijd waarin het universum minder dan 10 procent van zijn huidige leeftijd was, Het onderzoek van astronoom Justin Spilker van de Universiteit van Texas in Austin werpt licht op hoe de vroegste sterrenstelsels de geboorte van sterren regelden om te voorkomen dat ze zichzelf uit elkaar blazen. Het onderzoek zal verschijnen in het 7 september nummer van het tijdschrift Wetenschap .

"Galaxies zijn ingewikkeld, rommelige beesten, en we denken dat uitstroom en wind cruciale onderdelen zijn van hoe ze zich vormen en evolueren, het reguleren van hun vermogen om te groeien, ' zei Spikkel.

Sommige sterrenstelsels zoals de Melkweg en Andromeda hebben relatief langzame en gemeten stergeboorten, met ongeveer één nieuwe ster die elk jaar ontbrandt. andere sterrenstelsels, bekend als starburst-sterrenstelsels, smeden honderden of zelfs duizenden sterren per jaar. Dit razende tempo, echter, niet onbeperkt houdbaar.

Om te voorkomen dat je opbrandt in een kortstondige gloed van glorie, sommige sterrenstelsels vertragen hun weggelopen stergeboorte door - althans tijdelijk - enorme hoeveelheden gas in hun uitgestrekte halo's uit te stoten, waar het gas geheel ontsnapt of langzaam terugstroomt in de melkweg, toekomstige uitbarstingen van stervorming veroorzaken.

Tot nu, echter, astronomen zijn niet in staat geweest om deze krachtige uitstroom in het zeer vroege heelal rechtstreeks waar te nemen, waar dergelijke mechanismen essentieel zijn om te voorkomen dat sterrenstelsels te groot worden, te snel.

Spilkers waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), tonen - voor de eerste keer - een krachtige galactische wind van moleculen in een melkwegstelsel dat werd gezien toen het universum slechts 1 miljard jaar oud was. Dit resultaat geeft inzicht in hoe bepaalde sterrenstelsels in het vroege heelal in staat waren om hun groei zelf te reguleren, zodat ze sterren konden blijven vormen in de kosmische tijd.

Astronomen hebben winden van dezelfde grootte waargenomen, snelheid en massa in nabije starbursting sterrenstelsels, maar de nieuwe ALMA-waarneming is de meest verre ondubbelzinnige uitstroom die ooit in het vroege heelal is waargenomen.

Het sterrenstelsel, bekend als SPT2319-55, is meer dan 12 miljard lichtjaar verwijderd. Het werd ontdekt door de South Pole Telescope van de National Science Foundation.

ALMA kon dit object op zo'n enorme afstand observeren met behulp van een zwaartekrachtlens van een ander sterrenstelsel dat bijna precies langs de zichtlijn tussen de aarde en SPT2319-55 ligt. Gravitatielenzen - de afbuiging van licht als gevolg van de zwaartekracht - vergroot het achtergrondstelsel om het helderder te laten lijken, waardoor de astronomen het in meer detail kunnen observeren dan ze anders zouden kunnen. Astronomen gebruiken gespecialiseerde computerprogramma's om de effecten van zwaartekrachtlenzen te ontrafelen om een ​​nauwkeurig beeld van het verder weg gelegen object te reconstrueren.

Dit door een lens ondersteunde beeld onthulde een krachtige wind van stervormend gas die het melkwegstelsel verliet met bijna 800 kilometer per seconde. In plaats van een constante, zacht briesje, de wind raast in discrete klonten weg, het stervormende gas net zo snel verwijderen als de melkweg dat gas in nieuwe sterren kan veranderen.

De uitstroom werd gedetecteerd door de millimetergolflengtesignatuur van een molecuul genaamd hydroxyl (OH), die verscheen als een absorptielijn:in wezen, de schaduw van een OH-vingerafdruk in het heldere infraroodlicht van de melkweg.

Moleculaire winden zijn een efficiënte manier voor sterrenstelsels om hun groei zelf te reguleren, merken de onderzoekers op. Deze winden worden waarschijnlijk veroorzaakt door ofwel de gecombineerde effecten van alle supernova-explosies die gepaard gaan met snelle, enorme stervorming, of door een krachtige afgifte van energie wanneer een deel van het gas in de melkweg naar beneden valt op het superzware zwarte gat in het centrum.

"Tot dusver, we hebben slechts één melkwegstelsel waargenomen op zo'n opmerkelijke kosmische afstand, maar we zouden graag willen weten of winden zoals deze ook aanwezig zijn in andere sterrenstelsels om te zien hoe vaak ze voorkomen, " concludeerde Spilker. "Als ze in vrijwel elk sterrenstelsel voorkomen, we weten dat moleculaire winden zowel alomtegenwoordig zijn als een heel gebruikelijke manier voor sterrenstelsels om hun groei zelf te reguleren."

Dit onderzoek wordt gepresenteerd in een paper getiteld "Fast Molecular Outflow from a Dusty Star-Forming Galaxy in the Early Universe, " door J.S. Spilker et al. in het tijdschrift Wetenschap .