24-årig forsker piller ved vores forståelse af universets barndom

"Jeg troede helt seriøst, at jeg havde lavet en fejl i min analyse," siger Chamilla Terp, der studerer astrofysik på Københavns Universitet. Hun var i gang med sit bachelorprojekt på fysikstudiet, da hun observerede noget mystisk. En fjern galakse viste både, at en del af lyset blev opslugt af noget materiale, og samtidig en overraskende mængde lys - noget, som eksisterende teorier ikke kunne forklare. Efter nærmere undersøgelse viste det sig, at lyset var påvirket af en stor mængde gas mellem Jorden og galaksen. "Jeg var helt ny i feltet, så jeg forstod ikke, hvor mystisk det egentlig var," fortæller den kun 24-årige Chamilla Terp til Videnskab.dk. Sammen med andre forskere, der havde spottet lignende galakser i samme område, banede Chamilla Terps bachelorprojekt vejen for et nyt studie, ledt af hendes vejleder Kasper Heintz med store bidrag fra Chamilla selv. Det er netop udgivet i tidsskriftet Nature Astronomy. Det nye studie, som også den fremadstormende fysiker Albert Sneppen har taget del i, piller ved vores idé om, hvordan universet så ud i sin tidlige barndom. Forklaringen på dette følger her: Big Bang skete for cirka 13,8 milliarder år siden. Hvad der skete i de første milliarder af år, da universet fandt sin tidlige form, er noget, der i mange år har optaget astrofysikere. De er nysgerrige på, hvordan det hele begyndte. Forskere har længe troet, at universet allerede én milliard år efter Big Bang havde gennemgået en stor oprydning. Simuleringen herunder viser, hvordan forskerne forestiller sig, at gas og galakser har udviklet sig: Den tætte tåge af neutral brintgas, som engang fyldte hele rummet, burde være væk, fordi de første stjerner og galakser efterhånden havde oplyst det meste af universet. Men Chamilla Terp og kollegers arbejde viser, at virkeligheden kan være mere kompleks. Studiet undersøgte en protoklynge, som er en tidlig forløber til en galaksehob. Man kan tænke på den som en slags 'byggeplads', hvor galakser er i gang med at samles til større strukturer. Den protoklynge, som forskerne har observeret, ligger i stjernebilledet Den Kemiske Ovn, som du kan se her: Forskerne havde forventet at se et område, der allerede var godt i gang med at ionisere sin omverden. Ionisering betyder, at energien fra de unge galakser river elektroner løs fra atomerne omkring dem, så gassen bliver ladet og mere gennemsigtig. Når gas bliver ioniseret, bliver den lysere og klarere at se igennem i teleskoper, mens uioniseret gas kan virke mere mørk og tung, næsten som en usynlig 'sky', der skjuler noget af lyset. I stedet opdagede de en stor mængde kold, neutral brintgas, som stadig omgiver protoklyngen. Det viser, at området endnu ikke er fuldt 'oplyst' af de unge galaksers energi, og at processen med at omdanne gas til ioniseret, gennemsigtig gas stadig er i gang. I videoen herunder kan du se, hvordan mængden af metaller i galaksehoben udvikler sig: "Det omskriver fuldstændig vores forståelse af, hvordan denne faseovergang fra neutral til ioniseret gas foregår i det tidlige univers," siger Kasper Elm Heintz, adjunkt ved Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet og førsteforfatter på studiet. Gassen kunne ikke ses direkte, men afslørede sig selv ved at absorbere lyset fra galakser, der lå endnu længere væk. Gassen 'skyggede' for lyset, og efterlod nogle bestemte mønstre i lysets spektrum. Ud fra mønstrene kunne forskerne finde frem til én stor, sammenhængende sky, som omslutter hele protoklyngen. Når forskerne bag studiet kan vise, at der eksisterer enorme skyer af neutralt gas selv i tætte områder, med aktive, lysende galakser, tvinger det resten af forskningsverden til at revurdere tidligere forestillinger om universets udvikling, forklarer astrofysikeren Bertil Dorch. "Den enorme mængde neutral gas betyder, at stjernedannelse muligvis kunne foregå mere intensivt og måske tidligere, end forskerne hidtil har antaget." "Det påvirker vores forståelse af, hvordan galakser voksede og samlede sig til de kæmpestrukturer, vi ...