Den slutsatsen drar ett internationellt forskarteam som med hjälp av två jätteteleskop i Atacama-öknen i Chile har detekterat spår av grundämnena väte och syre från en extremt avlägsen galax, som bildades för cirka 13,3 miljarder år sedan. Upptäckten publiceras i den ledande vetenskapstidskriften Nature.
– Väte fanns på plats en kort tid efter Big Bang innan det fanns stjärnor, men för att bilda tyngre grundämnen som syre krävs reaktioner inuti stjärnor. Utifrån våra observationer av syre som bildades för 13,3 miljarder år sedan kan vi därför dra slutsatser om den allra tidigaste stjärnbildningen, säger Erik Zackrisson, docent i astronomi vid Uppsala universitet.
Olika grundämnen ger ifrån sig ljus vars våglängder skiljer sig åt. Därför går det att utifrån ljusobservationer dra slutsatser om materiens beskaffenhet långt ute i rymden och långt tillbaka i tiden, till och med för så extremt länge sedan som de 13,3 miljarder år som det tagit för ljuset från galaxen MACS1149-JD1 att färdas hit.
– Aldrig tidigare har grundämnesmätningar gjorts för en galax så här tidigt i universums historia. Men inte nog med det. När vi kombinerar våra observationer med arkivdata från tidigare mätningar med andra teleskop kan vi dra slutsatser om stjärnbildningen i denna galax ännu tidigare, cirka 250 miljoner år efter Big Bang, säger Erik Zackrisson.
Enligt forskarnas analys måste stjärnbildningen i MACS1149-JD1 till en början ha skett i extremt snabb takt, för att senare avta och sedan på nytt skjuta fart. Detta har tidigare påvisats i datorsimuleringar och förklaras av att den första generationens stjärnor efter att ha sänt ut sitt ljus dör i våldsamma supernova-explosioner, som blåser iväg den gas som stjärnor bildas ur, vilket för en tid hindrar ny stjärnbildning.
Simuleringarna stämmer dock inte helt överens med forskarnas observationer från MACS1149-JD1.
– Galaxsimuleringarna förutser inte så kraftiga svängningar i stjärnbildningsaktiviteten som vi här ser spår av. Det verkar som om något saknas i dagens datormodeller för tidig galaxbildning, till exempel när det gäller vår förståelse av supernova-explosionerna, säger Erik Zackrisson.
Om två år kommer ett nytt än mycket kraftfullare teleskop, James Webb-teleskopet, att skjutas upp i rymden. Då kommer forskarna att kunna studera många fler extremt avlägset belägna galaxer och med betydligt bättre datakvalitet än vad som är möjligt med dagens allra bästa teleskop.
– Då får vi nog veta mycket mer om vad som egentligen pågick i de första galaxerna, säger Erik Zackrisson.
Fotnot: Den vetenskapliga artikeln i Nature kan läsas här