Vårt komplekse univers - sjokk full av galakser, sorte hull og kvasarer - dukket ikke bare opp etter Big Bang. I flere titalls millioner år var universet en mørk vidde, full av ionisert hydrogen og helium. Men på et tidspunkt - forskere er ikke sikre på når - disse virvlende gassene antente de første stjernene. Det er en periode kjent som Cosmic Dawn.
Nå som Jonathan Amos på BBC melder, har forskere funnet spor etter noen av de første stjernene, og antydet at de blunket til liv omtrent 250 millioner år etter Big Bang.
Som Ethan Siegal på Forbes rapporterer, er vår nåværende generasjon av teleskoper, som Hubble-romteleskopet, bare ikke utstyrt for å kikke inn i de dypeste dyp av rom og tid. Den eldste og lengste galaksen direkte oppdaget er GNZ-11, som dannet bare 400 millioner år etter Big Bang. Men forskere mener at de første stjernene begynte å flimre på en gang mellom 380 000 år etter Big Bang og fremveksten av tidlige galakser som GNZ-11.
Mange astronomer har antatt at de første stjernene tente rundt 200 millioner år etter Big Bang. Men vi har ikke lyktes med å få et glimt av disse stjernene. Etter milliarder av år på reise skifter lyset deres inn i den infrarøde enden av spekteret, noe som gjør det vanskeligere å oppdage uten spesialutstyrte IR-teleskoper. Og de tidligste stjernene er ofte innhyllet i en suppe med nøytrale partikler som tar opp de svake flimrene deres.
Derfor, for denne nye studien i tidsskriftet Nature, stolte et internasjonalt team av astronomer på indirekte bevis, og søkte i stedet etter signaturer av oksygen og helium - elementer som bare kan skapes i stjernekjernene.
Som Amos forklarer, vendte forskerne blikket mot galaksen MACS1149-JD1, som ligger milliarder av lysår unna, ved hjelp av to jordbundne teleskoper: Atacama Large Millimeter / Submillimetre Array (Alma) og European Southern Observatory's Very Large Telescope (VLT ).
De fant ut at over milliarder av år forskyver universets utvidelse lyset. Og ved å analysere det skiftet, fant forskerne ut alderen på oksygen- og hydrogensignaturene, selv om de ikke direkte kan se galaksen.
Richard Ellis, professor i astrofysikk ved University College London og medforfatter av studien, forteller Amos at dette oksygenet har en rødforskyvning på 9, 1. “Det betyr at universet har ekspandert ni til ti ganger siden lyset forlot denne gjenstanden. Vi ser tilbake omtrent 97 prosent av veien til Big Bang [13, 8 milliarder år siden] da universet bare var rundt 500 millioner år gammelt, ”sier han.
I følge en pressemelding brukte teamet deretter infrarød spektroskopi fra NASAs Spitzer og Hubble romteleskop for å se på lysstyrken til JD1. Ved å bruke den lysstyrken og den beste modellen for stjerneutvikling klarte de å utlede stjernenes alder i JD1.
"Det gir oss en indikasjon på hvor mye tidligere i universets historie - som vi foreløpig ikke kan undersøke med teleskopene - at dette objektet faktisk dannet seg, " forteller Ellis til Amos. "Og vi finner at denne galaksen dannet stjernene da universet bare var 250 millioner år gammelt, noe som er som 2 prosent av dagens tidsalder."
Selv om en god start, vil kikking enda lenger ut i rom og tid ta litt ekstra ildkraft. James Webb-romteleskopet, hvis oppskyting er forsinket fra 2018 til 2020, vil være utstyrt med sensorer som lar det se infrarødt stjernelys og trenge gjennom disen i det tidlige universet, og kanskje hjelpe oss direkte med å observere den første stjernelysen.
"Å bestemme når kosmisk daggry skjedde, tilsvarer den 'hellige gral' for kosmologi og galaksdannelse, " sier Ellis i en annen pressemelding. Med denne siste studien, sier han, “er det en fornyet optimisme vi kommer nærmere og nærmere å være vitne til fødselen til stjernelys. Siden vi alle er laget av bearbeidet stjernemateriale, er dette virkelig å finne vår egen opprinnelse. ”
