Kids

eso1318is — Fréttatilkynning

ALMA staðsetur ungar vetrarbrautir á mettíma

17. apríl 2013

Hópur stjörnufræðinga hefur notað ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) sjónaukann nýja til að staðsetja meira en 100 frjósamar hrinuvetrarbrautir frá árdögum alheims. Geta ALMA er slík að á örfáum klukkustundum gerði sjónaukinn jafnmargar mælingar á vetrarbrautunum og gerðar hafa verið með öllum öðrum sambærilegum sjónaukum í heiminum samanlagt í meira en áratug.

Öflugustu hringur stjörnumyndunar í alheiminum áttu sér stað í fjarlægum og rykugum vetrarbrautum. Þessar vetrarbrautir eru mjög mikilvægar fyrir skilning okkar á myndun og þróun vetrarbrauta í gegnum sögu alheimsins en ryk byrgir sýn og gerir stjörnufræðingum erfitt fyrir að kanna þær í sýnilegu ljósi. Af þeim sökum verða stjörnufræðingar að notast við sjónauka sem nema ljós með lengri bylgjulengdum eða í kringum millímetra eins og ALMA gerir.

„Stjörnufræðingar hafa beðið eftir gögnum eins og þessum í yfir áratug. ALMA er svo öflugur sjónauki að hann hefur bylt því hvernig við rannsökum þessar vetrarbrautir, jafnvel þótt sjónaukinn hafi ekki verið tilbúinn þegar mælingarnar fóru fram,“ sagði Jacqueline Hodge (Max-Planck-Institut für Astronomie í Þýskalandi), aðalhöfundur greinar um mælingar ALMA.

Áður höfðu bestu myndirnar af þessum rykugu og fjarlægu vetrarbrautum fengist með Atacama Pathfinder Experiment (APEX) sjónaukanum sem ESO starfrækir. APEX kortlagði svæði á himninum á stærð við fullt tungl [1] og nam merki um 126 rykugar hrinuvetrarbrautir. Á myndum APEX kemur hver hrina stjörnumyndunar hins vegar fram sem fremur þokukenndur blettur sem gæti jafnvel verið svo breiður að hann næði yfir meira en eina vetrarbraut á skarpari myndum teknum á öðrum bylgjulengdum. Að vita ekki nákvæmlega hverjar hrinuvetrarbrautirnar eru setur þeim stjörnufræðingum, sem rannsaka myndun stjarna í árdaga alheims, skorður.

Að staðsetja réttu vetrarbrautirnar krefst skarpari mælinga sem aftur krefjast stærri sjónauka. Þótt loftnet APEX sé 12 metra breitt eru sjónaukar eins og ALMA settir saman úr mörgum loftnetum svipuðum APEX sem dreift er yfir stórt svæði. Merkin frá öllum loftnetunum eru sameinuð og útkoman er einn risasjónauki jafnstór allri loftnetaröðinni.

Stjörnufræðingarnir notuðu ALMA í fyrsta rannsóknarfasa sjónaukans til að kanna vetrarbrautirnar sem APEX hafði kortlagt en ALMA var þá enn í smíðum. Þótt einungis fjórðungur af lofnetunum 66 væru notuð og þeim dreift yfir allt að 125 metra breitt svæði, þurfti ALMA aðeins að mæla hverja vetrarbraut í tvær mínútur til að staðsetja hverja og eina nákvæmlega á svæði sem er 200 sinnum minna en blettirnir sem APEX hafði greint og með þrisvar sinnum meiri næmni. ALMA er svo miklu næmari en aðrir sjónaukar sömu gerðar að á örfáum klukkustundum tvöfaldaði sjónaukinn heildarfjölda mælinga af þessu tagi sem gerðar hafa verið.

Stjörnufræðingarnir greindu ekki aðeins í hvaða vetrarbrautum virk stjörnumyndunarsvæði væri að finna, heldur kom í ljós að í eldri mælingum höfðu margar hrinuvetrarbrautirnar runnið saman í einn blett. Haukfrán sjón ALMA gerði stjörnufræðingunum kleift að skilja vetrarbrautirnar í sundur.

„Áður töldum við að björtustu vetrarbrautir af þessu tagi væru að mynda stjörnur þúsund sinnum örar en Vetrarbrautin okkar og ættu í hættu að sundrast. Myndir ALMA sýna margar smærri vetrarbrautir sem mynda stjörnur á fremur eðlilegum hraða,“ sagði Alexander Karim (Durham University í Bretlandi), meðlimur í hópnum og aðalhöfundur fylgigreinar um rannsóknina.

Niðurstöðurnar veita stjörnufræðingum fyrstu tölfræðilega áreiðanlegu skráninguna á rykugum hrinuvetrarbrautum í árdaga alheims og nauðsynlega undirstöðu fyrir frekari rannsóknir á eiginleikum þessara vetrarbrauta á mismunandi bylgjulengdum, án þess að hætta sé á mistúlkun vegna þess að vetrarbrautirnar blandist saman í mælingum.

Þótt næmni og greinigæði ALMA eigi sér enga líka gegna sjónaukar á borð við APEX enn mikilvægu hlutverki. „APEX getur kannað víðfeðmara svæði á himninum á skemmri tíma en ALMA svo APEX er kjörinn til að finna þessar vetrarbrautir. Um leið og við vitum hvert við eigum að horfa getum við notað ALMA til að staðsetja vetrarbrautirnar nákvæmlega,“ sagði Ian Small (Durham University í Bretlandi), meðhöfundur aðalgreinarinnar, að lokum.

Skýringar

[1] Mælingarnar voru gerðar á svæði á himninum í stjörnumerkinu Ofninum sem kallast Chandra Deep Field South. Svæðið hefur þegar verið kannað gaumgæfilega með mörgum öðrum sjónaukum, bæði í geimnum og á Jörðinni. Nýju mælingar ALMA bæta við djúpmælingum í hárri upplausn á svæðinu á millímetra/hálfsmillímetra sviði rafsegulrófsins og bæta upp eldri mælingar.

Frekari upplýsingar

ALMA er samstarfsverkefni Evrópu, Norður Ameríku og Austur Asíu í samvinnu við Chile. Í Evrópu er verkefnið fjármagnað af ESO, í Norður Ameríku af National Science Foundation (NSF) í samstarfi við National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC) og í Austur Asíu af National Insitutes of Natural Sciences (NINS) í Japan í samstarfi við Academia Sinica (AS) í Taívan. ESO sér um smíði og rekstur ALMA fyrir hönd Evrópu en National Radio Astronomy Observatory (NRAO), sem lýtur stjórn Associated Universities, Inc. (AUI), fyrir hönd Norður Ameríku og National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) fyrir hönd austur Asíu. Samþætt stjórnun á smíði, prófun og rekstri ALMA er í umsjá Joint ALMA Observatory (JAO).

Atacama Pathfinder Experiment (APEX) er samstarfsverkefni Max Planck Institut für Radioastronomie (MPIfR) sem leggur til 50%, Onsala Space Observatory (OSO) sem leggur til 23% og Stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli sem leggur til 27%.

Skýrt var frá rannsókninni í greininni „An ALMA Survey of Submillimeter Galaxies in the Extended Chandra Deep Field South: Source Catalog and Multiplicity“, eftir J. Hodge o.fl., sem birtist í Astrophysical Journal.

Fylgigreining, „An ALMA survey of submillimetre galaxies in the Extended Chandra Deep Field South: High resolution 870 μm source counts“, sem fjallar um fjölbreytileika uppsprettanna eftir A. Karim o.fl., birtist í tímariti Oxford University Press, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Í rannsóknarhópnum eru J. A. Hodge (Max-Planck-Institut für Astronomie Heidelberg í Þýskalandi [MPIA]), A. Karim (Institute for Computational Cosmology, Durham University í Bretlandi), I. Smail (Durham), A. M. Swinbank (Durham), F. Walter (MPIA), A. D. Biggs (ESO), R. J. Ivison (UKATC and Institute for Astronomy, University of Edinburgh í Edinborg í Bretlandi), A. Weiss (Max–Planck Institut für Radioastronomie í Bonn í Þýskalandi), D. M. Alexander (Durham), F. Bertoldi (Argelander–Institute of Astronomy, Bonn University í Þýskalandi), W. N. Brandt (Institute for Gravitation and the Cosmos & Department of Astronomy & Astrophysics, Pennsylvania State University, University Park í Bandaríkjunum), S. C. Chapman (Institute of Astronomy, University of Cambridge í Bretlandi; Department of Physics and Atmospheric Science, Dalhousie University í Halifax í Bretlandi), K. E. K. Coppin (McGill University, Montreal í Kanada), P. Cox (IRAM, Saint–Martin d’Héres í Frakklandi), A. L. R. Danielson (Durham), H. Dannerbauer (University of Vienna í Austurríki), C. De Breuck (ESO), R. Decarli (MPIA), A. C. Edge (Durham), T. R. Greve (University College London í Bretlandi), K. K. Knudsen (Department of Earth and Space Sciences, Chalmers University of Technology, Onsala Space Observatory í Onsala í Svíþjóð), K. M. Menten (Max-Planck-Institut für Radioastronomie í Bonn í Þýskalandi), H.–W. Rix (MPIA), E. Schinnerer (MPIA), J. M. Simpson (Durham), J. L. Wardlow (Department of Physics & Astronomy, University of California í Irvine í Bandaríkjunum) og P. van der Werf (Leiden Observatory í Hollandi).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 39 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Reykjavík, Iceland
Farsími: +354-896-1984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Jacqueline Hodge
Max-Planck-Institut für Astronomie
Heidelberg, Germany
Sími: +49 6221 528 467
Tölvupóstur: hodge@mpia.de

Alexander Karim
Institute for Computational Cosmology, Durham University
Durham, United Kingdom
Sími: +49 228 733658 (Christina Stein-Schmitz)
Tölvupóstur: alexander.karim@durham.ac.uk

Mark Swinbank
Institute for Computational Cosmology, Durham University
Durham, United Kingdom
Sími: +44 191 334 3772 (Lindsay Borrero)
Tölvupóstur: a.m.swinbank@durham.ac.uk

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6655
Farsími: +49 151 1537 3591
Tölvupóstur: rhook@eso.org

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1318.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1318is
Tegund:• Early Universe : Galaxy
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2013ApJ...768...91H

Myndir

ALMA staðsetur ungar vetrarbrautir
ALMA staðsetur ungar vetrarbrautir
ALMA staðsetur ungar vetrarbrautir
ALMA staðsetur ungar vetrarbrautir
Staðsetning Extended Chandra Deep Field South í stjörnumerkinu Ofninum
Staðsetning Extended Chandra Deep Field South í stjörnumerkinu Ofninum
ALMA staðsetur ungar vetrarbrautir
ALMA staðsetur ungar vetrarbrautir

Myndskeið

Zooming in on star-forming galaxies in the early Universe seen with ALMA
Zooming in on star-forming galaxies in the early Universe seen with ALMA
texti aðeins á ensku
Comparing APEX and ALMA views of star-forming galaxies in the early Universe
Comparing APEX and ALMA views of star-forming galaxies in the early Universe
texti aðeins á ensku

Sjá einnig