Urknall ‘fossile’ Gaswolke entdeckt vom leistungsstärksten Teleskop der Welt

Eine Reliktwolke aus Gas, die kurz nach dem Urknall übrig geblieben und anschließend isoliert war, wurde vom W. M. Keck Observatorium auf Maunakea, Hawaii, in einer fernen Galaxie entdeckt.

In einer fernen Galaxie wurde vom W. M. Keck Observatorium auf Maunakea, Hawaii, eine Reliktwolke aus dem Urknall gefunden, die anschließend isoliert wurde

Die Beobachtung des leistungsstärksten optischen Teleskops der Welt wird neue Informationen über die Entstehung von Galaxien im frühen Universum liefern. Die Ergebnisse der Studie werden in der Zeitschrift Monthly Notices der Royal Astronomical Society veröffentlicht.

Fred Robert, ein Doktorand, der die Forschung mit Professor Michael Murphy an der Swinburne University of Technology leitete, erklärte, warum diese Staubwolke besonders ist: „Überall, wo wir hinschauen, wird das Gas im Universum durch Abfälle schwerer Elemente explodierender Sterne verschmutzt.

"Aber diese besondere Wolke scheint makellos und auch 1,5 Milliarden Jahre nach dem Urknall von Sternen verschmutzt zu sein."

Innerhalb des Gases in den (blauen) Filamenten, die die (orangefarbenen) Galaxien verbinden, lauern seltene Taschen mit unberührtem Gas - Überreste des Urknalls, die durch den explosiven, umweltschädlichen Tod von Sternen, der hier als kreisförmige Stoßwellen um eine Orange herum gesehen wird, verwaist wurden Punkte (Ting Zusammenarbeit)

Galaxien entstehen durch Wechselwirkungen mit ihren gasförmigen Umgebungen, die wiederum die Spuren der Entwicklung und des Todes von Sternen tragen. Dies ist an der allmählichen Zunahme schwerer Elemente zu erkennen, die in Sternen entstehen und durch heftige Supernova-Explosionen abgeworfen werden. Daher wird erwartet, dass die Gaswolken in schwereren Elementen stetig zunehmen (alles, was schwerer ist als Helium, was Astronomen verwirrenderweise als „Metalle“ bezeichnen).

Robert und sein Team verwendeten zwei Instrumente des Keck Observatory, den Echellette Spectrograph and Imager (ESI) und das hochauflösende Echelle Spectrometer (HIRES), um das Spektrum eines Quasars hinter der Gaswolke zu beobachten.

Die Zwillingsteleskope des Keck-Observatoriums sitzen auf dem Gipfel von Mauna Kea, Hawaii (KECK)

Das helle Leuchten des Quasars wird durch Material verursacht, das auf die Oberfläche eines supermassiven Schwarzen Lochs fällt, und ermöglicht es Astronomen, die spektralen Emissionen des Wasserstoffs in der Wolke zu beobachten.

Auf diese Weise konnten die Forscher die Verschmutzungsfreiheit der Wolke feststellen, indem sie den Mangel an schweren Elementen beobachteten, der im Vergleich zur Sonne nur 0,0001 betrug.

Robert sagt: "Wir haben Quasare gezielt, bei denen frühere Forscher nur Schatten von Wasserstoff und nicht von schweren Elementen in Spektren geringerer Qualität gesehen hatten."

"So konnten wir mit der kostbaren Zeit auf den Zwillingsteleskopen des Keck-Observatoriums schnell ein so seltenes Fossil entdecken."

Dies ist die dritte derartige "metallfreie" Wolke, die entdeckt wurde. Zwei weitere "fossile Wolken" wurden 2011 von Professor Michele Fumagalli von der Durham University, John O'Meara, entdeckt, der früher Professor am St. Michael's College war, und jetzt die neue Chefwissenschaftler am Keck Observatory und Professor J. Xavier Prochaska von der University of California, Santa Cruz.

O’Meara kommentierte die neue Entdeckung wie folgt: „Die ersten beiden waren zufällige Entdeckungen, und wir dachten, sie wären die Spitze des Eisbergs. Aber niemand hat etwas Ähnliches entdeckt - sie sind eindeutig sehr selten und schwer zu sehen. Es ist fantastisch, endlich eines systematisch zu entdecken. "

Der Koautor der Arbeit, Professor Michael Murphy, zeigt das Potenzial für ein neues Verständnis des Ursprungs von Galaxien auf, das durch das Studium der Wolken aufgezeigt wird: "Es ist jetzt möglich, nach diesen fossilen Relikten des Urknalls zu suchen."

"Das wird uns genau sagen, wie selten sie sind und hilft uns zu verstehen, wie einige Gase im frühen Universum Sterne und Galaxien gebildet haben und warum andere nicht."

Originalarbeit verfügbar unter http://arxiv.org/abs/1812.05098.