In unserem Universum sind nur zwei weitere fossile Wolken bekannt, und beide waren zufällige Entdeckungen. Dann begannen Astronomen, nach diesen seltenen Relikten zu suchen und fanden eines!
Simulation von Galaxien und Gasen im Universum. Innerhalb des Gases in den (blauen) Filamenten, die die (orangefarbenen) Galaxien verbinden, lauern seltene Taschen mit unberührtem Gas - Überreste des Urknalls, die auf irgendeine Weise durch den explosiven, umweltschädlichen Tod von Sternen verwaist wurden Punkte. Bild über TNG-ZUSAMMENARBEIT.
Astronomen, die die leistungsstarken optischen Zwillingsteleskope am W. M. Keck Observatorium in Maunakea, Hawaii, verwenden, haben das Licht eines Quasars verwendet, um eine Reliktgaswolke im fernen Universum zu entdecken. Sie nennen es ein "Fossil" aus der frühesten Zeit unseres Universums. Woher wissen sie, dass es sich um eine junge Wolke handelt? Die Wolke besteht hauptsächlich aus den im Urknall geborenen Elementen Wasserstoff und Helium. Es fehlen die schwereren Elemente, die in Sternen geboren und durch Supernova-Explosionen ins Universum freigesetzt werden. Die Astronomen Fred Robert und Michael Murphy von der Swinburne University of Technology machten die Entdeckung. Robert kommentierte in einer Erklärung:
Überall, wo wir hinschauen, wird das Gas im Universum durch schwere Elemente explodierender Sterne verschmutzt. Aber diese besondere Wolke scheint makellos und auch 1,5 Milliarden Jahre nach dem Urknall von Sternen verschmutzt zu sein.
Wenn es überhaupt schwere Elemente hat, muss es weniger als ein Zehntausendstel des Anteils sein, den wir in unserer Sonne sehen. Das ist extrem niedrig; Die überzeugendste Erklärung ist, dass es sich um ein echtes Relikt des Urknalls handelt.
Die Ergebnisse von Robert und Murphy wurden zur Veröffentlichung in der Fachzeitschrift angenommen Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society (vorab hier erhältlich).
Diese Astronomen verwendeten zwei Instrumente des Keck-Observatoriums - den Echellette-Spektrographen und -Imager (ESI) und das hochauflösende Echelle-Spektrometer (HIRES) -, um das Spektrum eines Quasars hinter der Gaswolke zu beobachten. Der mit PSS1723 + 2243 bezeichnete Quasar strahlt ein helles Licht von Material aus, das in ein supermassereiches Schwarzes Loch fällt, und stellt eine Lichtquelle dar, gegen die diese Astronomen sagten:
… Sind die spektralen Schatten des Wasserstoffs in der Gaswolke zu sehen.
Robert fügte hinzu:
Wir haben auf Quasare abgezielt, bei denen frühere Forscher in Spektren mit geringerer Qualität nur Schatten von Wasserstoff und nicht von schweren Elementen gesehen hatten. So konnten wir mit der kostbaren Zeit auf den Zwillingsteleskopen des Keck-Observatoriums schnell ein so seltenes Fossil entdecken.
Nur zwei weitere Urknallfossilien sind bekannt. Diese beiden Wolken wurden 2011 von Michele Fumagalli von der Durham University, John O’Meara, entdeckt, der kürzlich zum neuen Chief Scientist am Keck Observatory ernannt wurde, und von J. Xavier Prochaska von der University of California, Santa Cruz. Sowohl Fumagalli als auch O’Meara sind Co-Autoren der neuen Forschung. O’Meara sagte:
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.
Murphy fügte hinzu:
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.
Fazit: Die Astronomen nutzten das Licht eines fernen Quasars, um eine Wolke zu entdecken, die hauptsächlich aus Elementen bestand, die im Urknall freigesetzt wurden, ohne die schwereren Elemente, die in Sternen erzeugt wurden. Sie nennen diese Wolke ein "Fossil" des Urknalls.