Fernen schwarzes Loch offenbart Chemie des frühen Universums

Eine Wolke aus Wasserstoffgas durch das hellste Objekt im frühen Universum beleuchtet hilft Astronomen Bedingungen ein paar 100 Millionen Jahre nach dem Urknall zu verstehen. Die chemische Zusammensetzung der Wolke zeigt, dass in dieser Region des Weltraums zumindest die erste Generation von Sternen noch sehr jung in diesem Stadium in der Entwicklung des Universums waren.

"Wir zurück zu suchen wenn die ersten Sterne, sondern auch einschalten wurden als die ersten Chemikalien hergestellt wurden," sagte Robert Simcoe, des Massachusetts Institute of Technology, SPACE.com.

Ein Leuchtfeuer durch den Nebel

Anfang dieses Jahres Astronomen entdeckt eine helle Radioquelle bekannt als ein Quasar, der lag über 13 Milliarden Lichtjahre entfernt. Wegen der Zeit, die für das Licht zu reisen, konnten sie sehen, Quasar ULAS J1120 + 0641 war es fast 13 Milliarden Jahren, als das Universum nur 772 Millionen Jahre alt war.

Quasare sind weit entfernte Galaxien, die durch riesige schwarze Löcher in ihren Zentren verschlang reichlich Angelegenheit beleuchtet sind.

Zwar weit entfernten Galaxien zu lichtschwach, um im Detail zu studieren, Leuchten Quasare Billionen Mal heller als die Sonne, so dass sie viel leuchtender als normalen Galaxien in gleicher Entfernung. Aber Simcoe und seinem Team, was interessant war, war nicht der Quasar selbst aber die Wolke von Wasserstoffgas, das zwischen ihm und Erde lag.

"Sie sich vorstellen können, dass der Quasar ist wie ein Leuchtturm, spähte durch einige Nebel," sagte Simcoe. "Was wir zu tun versuchen ist, die Eigenschaften des Nebels zu studieren."

Die Nebel oder Wasserstoffgas, ist weg von der Milchstraße mit fast der gleichen Geschwindigkeit wie der Quasar racing, was bedeutet, dass die beiden nahe sind.

Mit einem Team von Astronomen verwendet Simcoe eine speziell gebaute Spektrograph Instrument auf dem Magellan Telescope in Chile, um die Chemie der Wolke zu studieren. Sie fanden eine Abwesenheit der schweren Elemente, die heute im Universum existieren. [Galerie: Geschichte & Struktur des Universums]

Das frühe Universum bestand aus Wasserstoff und Helium. Erst als die ersten Sterne entzündet, dass schwerere Elemente entstanden, und als diese Sterne in feurigen Tod explodierte, Raum, mit den Elementen notwendig ausgesät wurde, Planeten zu bauen. Das Fehlen dieser Elemente in den frühen Gaswolke zeigt, dass die Sterne um ihn herum nicht noch Zeit, um mit ihrer Umgebung mischen konnten.

Die Astronomen fanden auch, dass das Gas hatte noch nicht ionisiert, oder Elektronen, wie das Wasserstoffgas im Raum heute beraubt.

"Das einzige effizient genug, um Elektronen von Protonen Streifen Sternenlicht, das Licht von heißen Sternen," sagte Simcoe.

Sterne heizen Gas, transparent zu machen. Die Tatsache, dass der Wasserstoff undurchsichtig bleibt zeigt, dass es nicht viele Sterne in dieser Region des Universums gibt.

Aber Sternentstehung im frühen Universum in einem einzigen Bereich. Die erste Generation von Sternen waren auf Platz verstreut. Also, nur weil die Region rund um die neu entdeckte Quasar ist nicht für eine stellare Aktivität Anzeichen bedeutet nicht, dass keine frühen Sterne zum Zeitpunkt vorlag.

"Wir erwarten in verschiedenen Orten im Universum, Sternentstehung, zu unterschiedlichen Zeiten schalten" Simcoe sagte. "Im Grunde bedeutet es, dass Sterne auf noch in einem globalen Sinn gedreht hatte nicht."

Die Forschung wurde veröffentlicht heute (Dez. (5) in die Online-Version der Zeitschrift Nature.

Hängt von Ihrer Perspektive

Simcoe und sein Team können nicht sagen, ob das Gas eine neu gebildete Galaxie gehört, oder ob es das diffuse Material zwischen den Kollektionen der Stars macht. Die Lage des Wasserstoffs würde weiter Einblick in das frühe Universum.

Wenn die Cloud der Protogalaxy, das den Quasar enthält gehört, würde es die Zutaten für die erste Generation von Sternen bestehen. Aber der Mangel an schweren Elementen zeigen, dass, obwohl einige Sterne bereits ihren Lebenszyklus durchlaufen haben können, das Gas in der Galaxie nicht gründlich gemischt worden war.

Allerdings hätte die Sichtlinie zwischen Erde, den Quasar und die Galaxie in Reihenfolge für das Gas zu den Protogalaxy gehören, genau das richtige sein. Nach Simcoe stehen die Chancen, dass Lineup schlank.

Das Gas ist eher Teil der intergalaktischen Material, das zwischen Galaxien schwebt. Solchen Gas würde auch breitere Hinweise über die Bedingungen im Universum geben. Das Fehlen der Ionisation hätte weitreichende Auswirkungen, als wäre es, wenn innerhalb einer einzigen Galaxie, darauf hinweist, dass Sterne noch nicht beginnen musste zu leuchten in größerem Umfang gefunden.

"Die Chancen sehen, intergalaktische Gas ist im wesentlichen 100 Prozent", sagte Simcoe, feststellend, dass solche Wolken entlang aller Sichtachsen existieren würde.

Durch das Studium andere vergleichbare Objekte in der Zukunft, hofft Simcoe Antwort auf die Frage der Perspektive. Wenn eine ähnlich weit entfernten Gaswolke die gleichen chemischen Signaturen zeigt, sind beide wahrscheinlich ein Teil des intergalaktischen Haze. Aber eine andere Signatur würde bedeuten, dass eine der Wolken in einer neuen Galaxie liegt.

"Wenn wir finden noch ein paar weitere Dinge, denen Menschen hart suchen, dann sollten wir in der Lage, das zu begleichen," sagte Simcoe.

Wurde diese Geschichte von SPACE.com, eine Schwester Website LiveScience zur Verfügung gestellt. SPACE.com auf Twitter folgen @Spacedotcom. Wir sind auch auf Facebook & Google +.