Kan vi skaffe os mere viden om universets kæmper?

Galakser består af stjerner, kosmisk støv, planeter, sorte huller og mørkt stof. Samlet set udgør de byggestenene til universet.

Vores egen galakse, Mælkevejen, indeholder i omegnen af hundrede milliarder stjerner, og den er blot én ud af de milliarder af galakser, som astronomerne ved, at universet huser.

Alene disse enorme tal kan gøre det svært at fatte, hvor stor galaksernes betydning er.

Et nyt forskningsprojekt skal med støtte fra Danmarks Frie Forskningsfond forsøge at gøre os klogere på galaksernes mysterier.

Nærmere bestemt har forskningen som mål at kaste lys over tilværelsen for de tungeste af galakserne. Galakser, som er 10 gange tungere end Mælkevejen.

»Disse er de virkelige kæmper. De er særligt interessante, fordi det var her, de første stjerner og de første tungere grundstoffer blev dannet efter Big Bang,« fortæller Francesco Valentino, forskningsstipendiat hos European Southern Observatory (ESO) i München, der leder projektet som et Sapere Aude-projekt.

»Men på et tidspunkt standsede dannelsen af stjerner, allerede et par hundrede millioner år efter Big Bang. Vi bruger den metafor, at galakserne døde. Og vi ved stadig ikke, hvordan det skete. Så hele pointen med projektet er at komme til at forstå, hvor hurtigt de tungeste galakser dannes, hvor hurtigt de dør og hvorfor,« tilføjer han.

James Webb-rumteleskopet giver nye muligheder

Timingen for forskningen er langtfra tilfældig. Den bunder nemlig i, at rumteleskopet James Webb efter sin opsendelse i julen 2021 giver astronomerne helt nye kort på hånden.

I medierne hører vi ofte, at når astronomer kigger ud i rummet, ser de ind i fortiden. Det bunder i, at lys rejser med en vis hastighed. Så når astronomerne får hjælp af et teleskop, kan de få lys at se, som er blevet sendt afsted langt tidligere end det, vi kan se fra Jorden med det blotte øje eller en håndholdt kikkert.

James Webb-rumteleskopet giver helt nye muligheder, blandt andet fordi det kan opfange infrarødt lys, som stammer fra noget af det tidligste lys, der blev udsendt efter Big Bang.

»Det er ligesom, hvis du ser dårligt. På et tidspunkt tager du dine briller på, og så er alting i fokus, og du kan se ting, som du ikke kunne se før. Så nogle af de test, der var meget svære at forestille sig tidligere, kan vi udføre nu,« forklarer Francesco Valentino.

Foruden at samle billeder og data fra James Webb-rumteleskopet vil forskerne også skaffe observationer fra et teleskop, der befinder sig hernede på Jorden. Nemlig fra VLT-teleskopet, der slet og ret står for Very Large Telescope, som befinder sig i Atacamaørkenen i Chile og drives af det europæiske teleskopsamarbejde ESO, som også Danmark er en del af.

Håber at kunne afmystificere tunge galakser

Forskningsprojektet er planlagt til at begynde i oktober 2024 og vare i tre år. Tiden frem til projektstart skal bruges på, at teleskoperne indhenter observationer, som forskergruppen kan analysere. Foruden Francesco Valentino kommer gruppen til at bestå af en ph.d.-studerende og to postdocer.

»Jeg håber, at vi får held til at bekræfte hypotesen for projektet. Problemet er, at paradigmet for dannelsen og væksten af tunge døde galakser i dag er, at det sker på grund af en eller anden dramatisk begivenhed. For eksempel at galakserne støder sammen. Men vi ved samtidig, at der simpelthen ikke fandt tilstrækkeligt mange af disse hændelser sted i det unge univers til at kunne forklare, at der findes så mange af de tunge døde galakser,« siger Francesco Valentino og fortsætter:

»Så idéen er, at vi bliver nødt til at studere en gruppe af galakser, som vokser i et normalt tempo, for at undersøge, om der kan dannes tunge døde galakser ud fra dem. Det ville gøre mig rigtig glad, for det vil gøre de tunge døde galakser mere normale i stedet for at være ekstreme. Det vil ændre vores syn på tunge døde galakser. Så mit udgangspunkt er, at vi bør kigge på de normale galakser i stedet for at fokusere på de mest ekstreme af dem.«

Han håber desuden, at forskningen kan inspirere den kommende generation af videnskabsfolk. Samtidig med at den kan skabe interesse for naturvidenskab.

»Den grundlæggende viden og bevidsthed om vores plads i universet øger nysgerrigheden og holder den i live. Det forbereder nye forskere på, hvad der skal ske i fremtiden. Og det stimulerer interessen for STEM, da der indgår meget matematik og fysik i forskningen,« uddyber Francesco Valentino.

STEM er sat sammen af de engelske ord for videnskab, teknik, ingeniørvidenskab og matematik.

Endelig kan forskningen også ende med at få et erhvervsmæssigt potentiale, når der eksempelvis udvikles nye og bedre teleskoper. James Webb-rumteleskopet indeholder for eksempel komponenter, som er blevet udviklet i Danmark.