eso1040no — Pressemelding

Saktevoksende galakser

13 October 2010

Nye observasjoner gjort ved ESOs Very Large Telescope har for første gang gitt direkte bevis for at unge galakser kan vokse ved å suge til seg omliggende kald gass og bruke den til å danne nye stjerner. I de første milliarder år etter Big Bang økte massen til en vanlig galakse dramatisk. Å forstå hvorfor dette skjedde er et av de mest aktuelle spørsmålene i moderne astrofysikk. Resultatene publiseres 14. oktober i journalen Nature.

De første galaksene ble dannet før universet var en milliard år gammelt og var mye mindre enn de store systemene – deriblant Melkeveien – vi ser i dag. Den gjennomsnittlige størrelsen til galaksene har på en eller annen måte økt etter hvert som universet har utviklet seg. Galakser kolliderer ofte og smelter sammen til større systemer. Denne prosessen er utvilsomt en viktig vekstmekanisme, men en annen og mer forsiktig måte har også vært foreslått.

Et europeisk team av astronomer har brukt ESOs Very Large Telescope (VLT) for å teste denne alternative mekanismen; at unge galakser også kan vokse ved å tiltrekke seg kalde strømmer av hydrogen- og heliumgass, som fylte det tidlige univers, og danne nye stjerner fra dette primitive materialet. Akkurat som kommersielle selskaper kan utvide virksomheten ved enten å slå seg sammen med andre bedrifter eller ansette flere folk, kan kanskje unge galakser også vokse på to forskjellige måter – ved å smelte sammen med andre galakser eller suge til seg materie utenfra.

Lederen av teamet, Giovanni Cresci (Osservatorio Astrofisico di Arcetri), sier: "De nye resultatene fra VLT er det første direkte bevis på at tilførsel av opprinnelig,'uberørt' gass virkelig skjedde og at dette utgjorde tilstrekkelig brennstoff for den ivrige stjernedannelsen og den store veksten i galaksestørrelsene i det unge univers." Oppdagelsen vil ha stor betydning for vår forståelse av universets utvikling fra ursmellet Big Bang og fram til i dag. Det kan hende teoriene for galaksenes dannelse og utvikling må skrives om.

Forskergruppen begynte med å plukke ut tre svært fjerne galakser for å se om de kunne finne tegn på gasstrømmer fra områdene rundt og den tilhørende stjernedannelsen. De var nøye med å sikre seg at de utvalgte objektene ikke hadde vært innblandet i vekselvirkninger med andre galakser. De tre galaksene var helt vanlige, jevnt roterende skriver, slik som vår egen Melkeveigalakse. På grunn av den store avstanden (rødforskyvningen er ca. 3) ser vi dem slik de var omtrent to milliarder år etter Big Bang.

I dagens univers er tunge grunnstoffer [1] mer vanlige nær sentrum av galaksene. Men da Crescis team undersøkte de utvalgte, fjerne galaksene med SINFONI-spektrografen på VLT [2] oppdaget de noe spesielt: I alle tre tilfellene fantes det et område, nær sentrum av galaksen, som hadde færre tunge grunnstoffer, men til gjengjeld svært kraftig stjernedannelse. Det tydet på at materialet som utgjorde drivstoffet for stjernedannelsen, kom fra den omliggende, opprinnelige gassen som bare har en liten andel tunge grunnstoffer. Dette er det beste beviset man har så langt på at unge galakser tiltrekker seg primitiv gass og bruker den i dannelsen av nye generasjoner stjerner.

"Denne studien har vært mulig takket være den utrolige ytelsen til SINFONI-instrumentet på VLT. Det har gitt nye muligheter for å undersøke de kjemiske egenskapene til svært fjerne galakser. SINFONI gir oss informasjon ikke bare i to romlige dimensjoner, men også i en tredje, spektral dimensjon, som gjør at vi kan se de indre bevegelsene i galaksene og studere den kjemiske sammensetningen til gassen mellom stjernene," avslutter Cresci.

Fotnoter

[1] Gassen som fylte det tidlige univers besto nesten utelukkende av hydrogen og helium. De første generasjoner av stjerner foredlet dette primitive materialet og dannet tyngre grunnstoffer som oksygen, nitrogen og karbon ved hjelp av fusjon. Når dette materialet så ble ført tilbake til rommet av intense partikkelvinder fra massive unge stjerner og supernovaeksplosjoner, økte andelen av tunge grunnstoffer gradvis i galaksen. Astronomer kaller alle stoffer unntatt hydrogen og helium for "tunge" grunnstoffer (eller "metaller").

[2] Ved hjelp av kraftige teleskoper og spektrografer kan astronomene splitte opp det svake lyset fra en fjern galakse i de ulike fargene det består av. På den måten kan man identifisere fingeravtrykkene til de forskjellige grunnstoffene som finnes i fjerne objekter, og måle andelen av tunge grunnstoffer. SINFONI-instrumentet på VLT kan faktisk lage et spektrum for hver del av objektet. Astronomene kan dermed konstruere et kart som viser andelen av tunge grunnstoffer forskjellige steder i en galakse. De kan også finne ut hvor i galaksen det foregår kraftigst stjernedannelse.

Mer informasjon

Denne studien presenteres i en forskningsartikkel i journalen Nature den 14. oktober 2010: Gas accretion in distant galaxies as the origin of chemical abundance gradients av Cresci et al.

Forskerteamet består av G. Cresci (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italia), F. Mannucci (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italia), R. Maiolino (INAF, Osservatorio Astronomico di Roma, Italia), A. Marconi (Universitá di Firenze, Italia), A. Gnerucci (Universitá di Firenze, Italia) og L. Magrini (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italia).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 14 land: Belgia, Danmark, England, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESO har en ambisiøs dagsorden med fokus på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg, der hovedmålet er å gjøre viktige vitenskapelige oppdagelser. ESO har også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal har ESO bygget Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og VISTA, verdens største kartleggingsteleskop. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et såkalt ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på 42 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Forskningsartikkelen

Kontakter

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
Tlf.: +47 99 59 88 00
E-post: ajaunsen (at) astro.uio.no

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: j.e.ovaldsen (at) astro.uio.no

Giovanni Cresci
Osservatorio Astrofisico di Arcetri
Italy
Tlf.: +39 055 275 2230
Mob.: +39 335 680 3756
E-post: gcresci@arcetri.astro.it

Douglas Pierce-Price
ESO
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6759
E-post: dpiercep@eso.org

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey telescopes Public Information Officer
Garching, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6655
E-post: rhook@eso.org

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1040 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO. Norske kontakter er astronomene Jan-Erik Ovaldsen og Andreas O. Jaunsen. Pressemeldingen er oversatt av JEO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1040no
Facility:Very Large Telescope
Science data:2010Natur.467..811C

Bilder

Artist’s impression of a young galaxy accreting material
Artist’s impression of a young galaxy accreting material
kun på engelsk

Se også