Astronomer opdager hidtil fjerneste vand i universet

En galakse 11 milliarder lysår fra Jorden viser tydelige tegn på vandmolekyler, men de er kun blevet opdaget, fordi en anden galakse forstærker lyset ved hjælp af sin tiltrækning.

Af Thomas A. E. Andersen ,  søndag 21. dec 2008 kl. 14:00

Signalerne fra Effelberg radioteleskopet viser de karakteristiske "fingeraftryk" af vandmolekyler i den fjerne galakse (den gule del af kurven). (Foto: HST Archive data - Grafik: Milde Science Communication - Inset: CFHT & Coelum - Kilde: Max Planck instituttet)

Astronomerne har fundet det hidtil fjerneste vand i universet. Det er fundet i en galakse mere end 11 milliarder lysår fra Jorden.

Vandet er fundet via det 100 meter store Effelberg-radioteleskop i Tyskland og National Science Foundations’ VLT-teleskop i New Mexico. Her viste signalerne de karakteristiske "fingeraftryk" af vandmolekyler i den fjerne galakse.

Galaksen, kaldet MG J0414+0534, indeholder en kvasar med et kraftigt sort hul i sit centrum. I området tæt ved centrum findes vandmolekyler, der fungerer som en slags masers, radiobølgernes laser, hvor de forstærker radiobølger ved bestemte frekvenser.

Ifølge astronomerne viser opdagelsen, at sådanne store "forstærkere" var meget mere almindelige i det tidlige univers, end de er i dag. MG J0414+0534 ses på grund af afstanden på et tidspunkt, hvor universet blot var en sjettedel af sin nuværende alder.

Gravitationslinse forstærker signal
På grund af den store afstand ville selv forstærkningen af radiobølgerne på grund af vandet ikke være nok til, at det kunne ses med radioteleskoper. Men forskerne fik hjælp fra naturen, idet en anden galakse, cirka otte milliarder lysår borte direkte i synslinje fra Jorden fungerer som en gravitationslinse for MG J0414+0534. Denne galakses tiltrækning fungerer som en linse og forstærker lyset fra den fjernere galakse.

»Vi kunne kun finde dette fjerne vand ved hjælp af gravitationslinsen. Dette kosmiske teleskop reducerer den tid, som skulle benyttes til at finde vandet med en faktor 1.000,« siger Violette Impellizzeri astronom fra Max-Planck instituttet for radioastronomi.

Astronomerne fandt først vandsignalet med Effelsberg-teleskopet. Herefter benyttede de VLA-teleskopets skarpere billeder til at bekræfte, at radiosignalet virkelig kom fra den fjerne galakse.

Vand i det sorte huls jetstrømme
Gravitaionslinser skaber ikke blot et, men fire billeder af MG J0414+0534 set fra Jorden. Ved hjælp af VLA-teleskopet fandt man de specifikke frekvenslinjer i de to klareste af de fire billeder. De to andre billeder var for svage til, at man kunne se vandets spektrallinjer. Den frekvens, som stammer fra vandmolekylet, er blevet dopplerskiftet fra 22,2 til 6,1 GHz på grund af universets udvidelse.

Astronomerne mener, at det vand, som man ser, ikke befinder sig i den skive af materiale, som kredser omkring det supermassive sorte hul, men snarere i de superhurtige jetstrømme, som skabes af det sorte huls gravitationelle tiltrækning.

Den nye opdagelse bliver offentliggjort i det kommende nummer af tidsskriftet Nature.