Gasskyer sladrer om universets barndom
Forskere har fundet gasskyer, som ligner dem, der blev dannet umiddelbart efter Big Bang. De 12 milliarder år gamle skyer kan gøre os klogere på, hvordan dannelsen og udbredelsen af grundstoffer fandt sted i det tidlige univers.

De to gasskyer lå i en trådlignende struktur som denne, som omgiver galakser. Denne struktur er lavet ud fra en computersimulering. (Illustration: Ceverino, Dekel og Primack fra W.M. Keck Observatory)

De to gasskyer lå i en trådlignende struktur som denne, som omgiver galakser. Denne struktur er lavet ud fra en computersimulering. (Illustration: Ceverino, Dekel og Primack fra W.M. Keck Observatory)

En californisk forskergruppe har fundet to primitive gasskyer, der eksisterede to milliarder år efter Big Bang.

Det spektakulære ved de to gasskyer er, at de ikke indeholder nogen grundstoffer tungere end brint og helium, såsom ilt, kulstof og jern.

De tungere grundstoffer blev ellers dannet meget tidligt af de første stjerner i løbet af de første få hundrede millioner år af universets udvikling – og som man tidligere har troet hurtigt spredte sig til de fleste afkroge af universet. Tunge grundstoffer burde derfor logisk set optræde i de to gasskyer.

Usædvanligt fund peger på lommer i universet

Men nu kan den logik modbevises, fordi de to nyopdagede gasskyer udelukkende består af de ’lette’ gasser, som blev dannet i selve Big Bang. Det viser amerikanske forskere i tidsskriftet Science.

»Tidligere har man troet, at de tunge grundstoffer blev spredt med de tidligste stjerner, men det her viser, at selv to milliarder år efter Big Bang, var der forhold, der i deres kemiske egenskaber lignede de allerførste, da universet blev skabt,« siger lektor og ph.d. i astrofysik Johan Fynbo fra Dark Cosmology Centre på Niels Bohr Institutet i en kommentar til opdagelsen.

Fakta

Tunge grundstoffer dækker over alle andre grundstoffer end brint og helium og bliver også kaldt for ’metaller’ i astronomisk jargon. Når stjerner eksploderer i ’supernovaeksplosioner’, dannes der metaller, som ved eksplosionen bliver spredt ud i universet. Man mener, at de tidligste stjerner dannede endnu flere metaller end nutidens stjerner.

Han fortsætter:

»Det må betyde, at der er nogle lommer i universet, som har undgået at blive forurenet af tunge grundstoffer – det er et meget usædvanligt fund.«

Kan hjælpe med at løse gåden om stjernerne

Da universet var nyfødt, var det for varmt til, at der kunne eksistere stjerner. I takt med, at det udvidede sig, blev det også koldere, og så blev stjernerne født.

Stjerner bruger det meste af deres liv på at omdanne brint til helium, hvilket får dem til at lyse. Når der ikke er mere brint tilbage, fortsætter stjernen (hvis den er tung nok) med at omdanne helium til kulstof og derefter til tungere og tungere grundstoffer, indtil den til sidst når til jern, og så går stjernens energiproduktion i stå.

Stjernen kollapser derefter i løbet af få sekunder. Kollapset bliver efterfulgt af en eksplosion, bedre kendt som en ’Supernova’, og eksplosionen spreder tunge grundstoffer i alle retninger.

Kan forklare universets tidligste udvikling

Fakta

De lette grundstoffer som hydrogen, helium og litium antages at være blevet dannet i universets ekstremt varme og tætte begyndelsesfase. I takt med universets udvidelse er temperaturen faldet, og stjernerne kunne dannes.

De nyfundne gasskyer kan bruges til at studere, hvordan de allerførste stjerner er blevet dannet; lige nu er det en gåde, hvordan de første stjerner så ud, fortæller Johan Fynbo.

Men stjernernes opståen er bare ét eksempel på, hvad de  to gasskyer kan hjælpe os med at blive klogere på. Fordi de endnu ikke er blevet ’forurenet’ af supernovaeksplosioner, kan de også bruges til at forstå, hvordan universet så ud og udviklede sig i et af sine tidligste stadier.

Selvom gasskyerne stammer fra to milliarder år efter Big Bang, ligner de nemlig reelt noget, der kemisk set kunne være taget lige ud af universets tidligste barndom. Derfor kan de give forskerne et konkret billede på, hvordan sammensætningen af gas så ud, før de tunge grundstoffer blev til – og hvilke af de tunge grundstoffer der kom først til.

Gasskyerne indeholder forsvindende lidt metal

Når forskerne siger, at de to gasskyer er helt og aldeles fri for tunge grundstoffer, er det dog en sandhed med modifikationer – man kan nemlig kun sætte en øvre grænse på mængden af tungere grundstoffer: Set i forhold til Solens kerne, som indeholder to procent grundstoffer tungere end brint og helium, indeholder gasskyerne mindre end en titusindedel tungere grundstoffer.

Endnu ved forskerne ikke, hvilke tunge grundstoffer gasskyerne gemmer på, og det må ifølge Johan Fynbo være næste skridt at finde ud af.

Fakta

Lyset fra de to gasskyer har været undervejs i 12 milliarder år.

»Gasskyerne ligger ekstremt langt væk, og det er så forsvindende små mængder, at det vil kræve endnu stærkere teleskoper, end vi har i dag, at fastslå, hvilke grundstoffer der er tale om. Men hvis man kan det, kan man blive klogere på, i hvilke relative forhold de tunge grundstoffer blev til i universet,« siger Johan Fynbo.

Stærkere teleskoper skal finde de første tunge grundstoffer

Opdagelsen af de to unikke gasskyer stammer fra en forskergruppe på University of California. 

Gruppen har kunnet studere den fjerne galakse ved hjælp af en såkaldt kvasar, som lå bag ved galaksen. En kvasar er en aktiv galaksekerne med et sort hul i midten, som udsender store mængder lys. Det betyder, at den kan ses over meget store afstande.

Når kvasaren lyser igennem den galakse, man studerer, kan man se, hvilke grundstoffer den indeholder, fordi atomerne i grundstofferne hver især absorberer lys med bestemte bølgelængder.

Forskerne har studeret centret på den fjerne galakse ved hjælp af Keck-teleskopet på Hawaii, som ifølge Johan Fynbo er et af de mest avancerede teleskoper, vi har i dag.

Man nødt til at vente på, at der bliver udviklet endnu stærkere teleskoper, før man kan finde ud af, hvilke tunge grundstoffer der kom først til i universet – og hvordan det hænger sammen med vores egen planet.

»Grundstofferne i planeter som Jorden er noget, der er lavet i tidlige generationer af stjerner, og deres opståen hænger sammen med, hvordan de tungere grundstoffer kom ud af stjernerne. Det hænger igen sammen med, hvor tidligt der kan være liv i universet,« slutter Johan Fynbo.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med 1 million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om astronautens foto af polarlys, som du kan se herunder.