Pressmeddelande

Syre upptäckt i den mest avlägsna kända galaxen

20 mars 2025

Två olika forskargrupper har upptäckt syre i den mest avlägsna kända galaxen, JADES-GS-z14-0. Upptäckten, som rapporteras i två separata studier, möjliggjordes tack vare Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), där Europeiska sydobservatoriet (ESO) är en partner. Denna enormt viktiga upptäckt tvingar astronomerna att revidera sina teorier för hur snabbt galaxer bildades i det tidiga universum.

JADES-GS-z14-0 upptäcktes förra året och är den mest avlägsna bekräftade galaxen som någonsin hittats: den är så långt borta att dess ljus har tagit 13,4 miljarder år att nå oss. Detta betyder att vi ser galaxen som den var när universum var mindre än 300 miljoner år gammalt, ungefär 2 % av dess nuvarande ålder. Den nya detektionen av syre med ALMA, ett teleskopnätverk i Chiles Atacamaöken, tyder på att galaxen är kemiskt mycket mer mogen än förväntat.

 

"Det är som att hitta en tonåring där man bara förväntar sig bebisar", säger Sander Schouws, doktorand vid Leidenobservatoriet i Nederländerna, och huvudförfattare till den holländskledda studien, som nu har godkänts för publicering i The Astrophysical Journal. "Resultaten visar att galaxen har bildats mycket snabbt och även mognar snabbt, vilket bidrar till en växande mängd bevis för att galaxbildning sker mycket snabbare än vi har trott."

 

Galaxer börjar vanligtvis sina liv med enbart unga stjärnor, som mestadels består av lätta grundämnen som väte och helium. När stjärnorna utvecklas skapar de tyngre grundämnen som syre genom kärnreaktioner, och ämnena sprids i sin värdgalax efter att de dör. Astronomer har trott att universum vid 300 miljoner års ålder fortfarande var för ungt för mogna galaxer med tunga grundämnen. De två ALMA-studierna indikerar dock att JADES-GS-z14-0 har cirka 10 gånger högre halt tunga grundämnen än förväntat.

 

"Jag blev förvånad över de oväntade resultaten eftersom de ger oss en ny syn på de första faserna av galaxutvecklingen", säger Stefano Carniani vid Scuola Normale Superiore i Pisa, Italien, och huvudförfattare för en artikel som nu godkänts för publicering i Astronomy & Astrophysics. "Bevisen för en mogen galax redan redan i det mycket unga universum väcker frågor om när och hur galaxer bildades."

 

Syredetektionen har också gjort det möjligt för astronomer att göra mer exakta avståndsmätningar till JADES-GS-z14-0. "Med ALMA-detektionen är det möjligt att göra en utomordentligt exakt mätning av galaxens avstånd med en osäkerhet av bara 0,005 procent. Denna precisionsnivå – analogt med precision av 5 cm över ett avstånd på 1 km – bidrar till att förfina vår förståelse av avlägsna galaxers egenskaper”, tillägger Eleonora Parlanti, doktorand vid Scuola Normale Superiore i Pisa och författare till Astronomy & Astrophysics-studien [1].

 

"Galaxen upptäcktes ursprungligen med rymdteleskopet James Webb, men ALMA krävdes att bekräfta och exakt bestämma dess enorma avstånd", [2] säger docent Rychard Bouwens, en medlem i forskargruppen vid Leidenobservatoriet. "Detta visar den fantastiska synergin mellan ALMA och JWST för att undersöka hur de första galaxerna bildades och utvecklades."

 

Gergö Popping, ESO-astronom vid European ALMA Regional Center som inte deltog i studierna, säger: "Jag blev verkligen förvånad över den tydliga detektionen av syre i JADES-GS-z14-0. Det tyder på att galaxer kan bildas fortare efter Big Bang än vad man tidigare trott. Detta resultat visar den viktiga roll ALMA spelar för att undersöka universums första galaxer."

Noter

[1] Astronomer använder ett begrepp som kallas rödförskjutning för att bestämma avståndet till extremt avlägsna objekt. Tidigare mätningar indikerade att galaxen JADES-GS-z-14-0 hade en rödförskjutning mellan cirka 14,12 och 14,4. Med sina syredetektioner har båda forskargrupperna nu minskat detta rödförskjutningsintervall till ett välbestämt värde av 14,18.

 

[2] James Webb Space Telescope är ett gemensamt projekt av NASA, European Space Agency (ESA) och Canadian Space Agency (CSA).

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i två artiklar i Astronomy & Astrophysics (https://aanda.org/10.1051/0004-6361/202452451) och The Astrophysical Journal.

 

Det ena forskarlaget leddes av italienska astronomer som skrev en artikel i Astronomy & Astrophysics: Stefano Carniani (Scuola Normale Superiore, Pisa, Italy [SNS]), Francesco D’Eugenio (Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge, Cambridge, UK [CAM-KIC]; Cavendish Laboratory, University of Cambridge, Cambridge, UK [CAM-CavL] and INAF – Osservatorio Astronomico di Brera, Milano, Italy), Xihan Ji (CAM-KIC and CAM-CavL), Eleonora Parlanti (SNS), Jan Scholtz (CAM-KIC and CAM-CavL), Fengwu Sun (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, Cambridge, USA [CfA]), Giacomo Venturi (SNS), Tom J. L. C. Bakx (Department of Space, Earth, & Environment, Chalmers University of Technology, Gothenburg, Sweden), Mirko Curti (European Southern Observatory, Garching bei München, Germany), Roberto Maiolino (CAM-KIC, CAM-CavL and Department of Physics and Astronomy, University College London, London, UK [UCL]), Sandro Tacchella (CAM-KIC and CAM-CavL), Jorge A. Zavala (National Astronomical Observatory of Japan, Tokyo, Japan), Kevin Hainline (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, USA [UArizona-SO]), Joris Witstok (Cosmic Dawn Center, Copenhagen, Denmark [DAWN] and CAM-CavL), Benjamin D. Johnson [CfA], Stacey Alberts [UArizona-SO], Andrew J. Bunker (Department of Physics, University of Oxford, Oxford, UK [Oxford]), Stéphane Charlot (Sorbonne Université, CNRS, Institut d’Astrophysique de Paris, Paris, France), Daniel J. Eisenstein (CfA), Jakob M. Helton (UArizona-SO), Peter Jakobsen (DAWN and Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark), Nimisha Kumari (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA), Brant Robertson (Department of Astronomy and Astrophysics University of California, Santa Cruz, USA), Aayush Saxena (Oxford and UCL), Hannah Übler (CAM-KIC and CAM-CavL), Christina C. Williams (NSF NOIRLab, Tucson, USA), Christopher N. A. Willmer (UArizona-SO) and Chris Willott (NRC Herzberg, Victoria, Canada).

 

Det andra forskarlaget leddes av holländska astronomer som skrev en artikel i The Astrophysical Journal: Sander Schouws (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, the Netherlands [Leiden]), Rychard J. Bouwens (Leiden), Katherine Ormerod (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Liverpool, United Kingdom [LJMU]), Renske Smit (LJMU), Hiddo Algera (Hiroshima Astrophysical Science Center, Hiroshima University, Hiroshima, Japan and National Astronomical Observatory of Japan, Tokyo, Japan), Laura Sommovigo (Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, New York, USA), Jacqueline Hodge (Leiden), Andrea Ferrara (Scuola Normale Superiore, Pisa, Italy), Pascal A. Oesch (Département d’Astronomie, Université de Genève, Versoix, Switzerland; Cosmic Dawn Center, Copenhagen, Denmark and Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark), Lucie E. Rowland (Leiden), Ivana van Leeuwen (Leiden), Mauro Stefanon (Leiden), Thomas Herard-Demanche (Leiden), Yoshinobu Fudamoto (Center for Frontier Science, Chiba University, Chiba, Japan), Huub Rottgering (Leiden) and Paul van der Werf (Leiden).

 

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) är en internationell astronomisk anläggning som drivs i partnerskap mellan ESO, National Science Foundation (NSF, USA) och National Institutes of Natural Sciences (NINS, Japan), tillsammans med Chile. ALMA finansieras av ESO genom dess medlemsstater, av NSF i samarbete med National Research Council of Canada (NRC) och National Science and Technology Council (NSTC) i Taiwan, och av NINS i samarbete med Academia Sinica (AS) i Taiwan och Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). Konstruktionen och driften av ALMA leds av ESO för dess medlemsstater, av National Radio Astronomy Observatory (NRAO) genom Associated Universities, Inc. (AUI) för Nordamerika, och av National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) för Östasien. Joint ALMA Observatory (JAO) står för övergripande ledning och organisation under konstruktionen, driftsättningen och driften av ALMA.

 

Europeiska sydobservatoriet (ESO) möjliggör för astronomer världen över att utforska universums mysterier. Vi designar, konstruerar och driver markbaserade observatorier av yppersta världsklass – som astronomer använder för att besvara spännande och utmanande frågor och för att sprida astronomisk kunskap – och driver internationella samarbeten inom astronomin. ESO startade som en mellanstatlig organisation 1962 och har i dag 16 medlemsländer (Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike), tillsammans med Chile som värdland och Australien som en strategisk partner. ESO:s högkvarter och besökscenter med planetarium, ESO Supernova, ligger nära München i Tyskland, medan teleskopen är placerade i Atacamaöknen i Chile, en unik plats för astronomiska observationer. ESO driver tre observatorier i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope och Very Large Telescope Interferometer, liksom kartläggningsteleskop som VISTA. Vid Paranal kommer även ESO att placera och driva Cherenkov Telescope Array South, världens största och känsligaste gammastrålningsteleskop. Tillsammans med internationella partners driver ESO de två anläggningarna APEX och ALMA på Chajnantorplatån som observerar himlen i millimeter- och submillimetervåglängder. Vid Cerro Armazones, nära Paranal, bygger vi för närvarande ESO:s Extremely Large Telescope, ”världens största öga mot himlen”. Från kontoret i Santiago, Chile, stödjer vi verksamheten i landet och samverkar med det chilenska samhället och våra samarbetspartners.

Länkar

• Forskningsartikel (Carniani et al.)
• Forskningsartikel (Schouws et al.)
• Foton av ALMA 
• För journalister: Prenumerera på pressmeddelanden under embargo på svenska  and ansök om att delta i ESO:s (delfinansierade) strategiska mediebesök 2025 (NYTT)
• För astronomer: Berätta om din forskning!
• Världens mörkaste och klaraste himmel hotad av industriellt megaprojekt

Kontakter

Stefano Carniani
Scuola Normale Superiore
Pisa, Italy
Tel: +39 050 509156
E-post: stefano.carniani@sns.it

Sander Schouws
Leiden University
Leiden, The Netherlands
E-post: sanderschouws@gmail.com

Eleonora Parlanti
Scuola Normale Superiore
Pisa, Italy
E-post: eleonora.parlanti@sns.it

Rychard Bouwens
Leiden Observatory, University of Leiden
Leiden, The Netherlands
Tel: +31 71 527 8456
E-post: bouwens@strw.leidenuniv.nl

Jacqueline Hodge
Leiden Observatory, University of Leiden
Leiden, The Netherlands
Tel: +31 71 527 8450
E-post: hodge@strw.leidenuniv.nl

Gergö Popping
European ALMA Regional Centre, European Southern Observatory
Tel: +49 89 3200 6247
E-post: gpopping@eso.org

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-post: press@eso.org

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso2507 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.