eso1249no — Pressemelding

Galaktiske ekkoer fra fortiden

VLT-observasjoner påviser ny og svært sjelden galaksetype

5 December 2012

En ny type galakser er påvist ved hjelp av observasjoner fra ESOs Very Large Telescope (VLT), Gemini South-teleskopet og Canada-France-Hawaii-teleskopet (CFHT). Utseendet har gitt dem kallenavnet "grønn bønne-galakser". Galaksene gløder grunnet det intense lyset som sendes ut fra omgivelsene til det enorme sorte hullet i midten av dem. Det viser seg at de er blant de sjeldneste objektene i universet.

I midten av mange galakser finnes et gigantisk sort hull, som får den omliggende gassen til å gløde. Når det gjelder grønn bønne-galaksene ("green bean galaxies" på engelsk), lyser ikke bare senteret, men hele galaksen. Nye observasjoner har avdekket de største og mest lyssterke slike galakseregioner man kjenner til. Områdene antas å få energien fra kolossale sorte hull som tidligere var svært aktive, men som nå har "slått seg av".

Astronom Mischa Schirmer ved Gemini-observatoriet har sett talløse bilder av det fjerne univers i sin jakt på galaksehoper. På et bilde fra Canada-France-Hawaii-teleskopet kom Schirmer plutselig over et objekt som tok ham fullstendig på senga – det så ut som en galakse, men det lyste lysegrønt og lignet ikke på noen galakse han hadde sett tidligere. Han søkte med en gang om observasjonstid på ESOs Very Large Telescope for å finne ut hva det var som forårsaket den uvanlige grønne gløden [1].

"ESO innvilget observasjonstid på meget kort varsel, og kun få dager etter at jeg sendte søknaden, ble det bisarre objektet observert med VLT," sier Schirmer. "Ti minutter etter at dataene var samlet inn i Chile, hadde jeg dem på datamaskinen min i Tyskland. Jeg endret raskt fokus for forskningen min da det ble klart at jeg hadde snublet over noe helt nytt."

Det nye objektet har fått betegnelsen J224024.1−092748, eller bare J2240, og ligger i stjernebildet Vannmannen. Lyset har brukt om lag 3,7 milliarder år på å nå fram til Jorda.

Etter oppdagelsen lette Schirmers team gjennom en liste med nesten en milliard andre galakser [2] og fant 16 stykker med egenskaper à la J2240. Funnene ble bekreftet ved hjelp av observasjoner utført med Gemini South-teleskopet. Disse galaksene er så sjeldne at det i gjennomsnitt finnes kun én av dem i en terning av rommet med sidekanter på ca. 1,3 milliarder lysår. Den nye galaksetypen har fått tilnavnet grønn bønne-galakser på grunn av objektenes farge og fordi de på overflaten ligner, men er større enn, såkalte grønnert-galakser [3].

I mange galakser sender materialet omkring det supermassive sorte hullet i midten ut intens stråling, som ioniserer den omliggende gassen slik at den lyser kraftig. Den glødende regionen i typiske aktive galakser er vanligvis liten, opptil 10 prosent av galaksens diameter. Forskerteamets observasjoner viste imidlertid at for J2240s del, samt andre grønn bønne-galakser oppdaget senere, er denne regionen helt enorm: den omfatter faktisk hele galaksen. J2240 har en av de største og mest lyssterke slike regioner man noensinne har sett. Ionisert oksygen gløder lysegrønt, og det forklarer den underlige fargen som først fanget Schirmers oppmerksomhet.

"Disse lysende regionene kan hjelpe oss å forstå galaksenes fysikk – det er som å stikke et termometer inn i en galakse langt, langt unna," sier Schirmer. "Vanligvis er regionene verken spesielt store eller lyssterke, og de kan bare sees tydelig i nærliggende galakser. Men i de nyoppdagede galaksene er de så enorme og lyssterke at de kan undersøkes i detalj, tross de store avstandene."

Astronomenes videre analyse av dataene avdekket fort noe annet mystisk. Det sorte hullet i kjernen av J2240 så ut til å være mye mindre aktivt enn det man hadde forventet ut fra størrelsen og lysstyrken til den omliggende glødende regionen. Teamet tror den glødende regionen er et ekko fra tiden da det supermassive sorte hullet var mye mer aktivt, og at dens lysstyrke gradvis vil avta i takt med at strålingsrestene fra det sorte hullet passerer gjennom galaksen og videre ut i rommet [4].

Utseendet til de nyoppdagede galaksene er altså et symptom på en aktiv galaksekjerne som er i ferd med å slukne, og det markerer dessuten en meget kortvarig fase i en galakses liv. I det tidlige univers var galaksene mye mer aktive. I sentrene vokste det fram gigantiske sorte hull, som sugde til seg omliggende stjerner og gass, og lyste ekstremt kraftig. Galaksesentrene kunne lyse opptil 100 ganger sterkere enn alle stjernene i galaksen til sammen. Lysekkoer, som det vi ser i J2240, gjør det mulig for astronomer å studere prosessene som får disse aktive galaksekjernene til å stoppe opp, slik at man kan lære mer om hvordan, når og hvorfor de "tar kvelden", samt hva grunnen er til at vi ser så få av dem i unge galakser i dagens univers. Forskerteamet håper å funne ut av nettopp dette ved hjelp av oppfølgingsstudier i form av røntgenobservasjoner og spektroskopiske observasjoner.

"Å oppdage noe genuint nytt er en drøm for alle astronomer. Sånt skjer i beste fall én gang i løpet av livet. Det er veldig inspirerende," avslutter Schirmer.

Fotnoter

[1] Astronomene studerte objektet ved hjelp av X-shooter-spektrografen på VLT. Ved å splitte opp lyset i de ulike fargene det består av, kunne de bestemme sammensetningen til det glødende materialet og finne ut hvorfor det lyste så kraftig.

[2] Den enorme nettbaserte databasen fra himmelkartleggingen Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ble brukt i søket.

[3] Grønnert-galakser ("green pea galaxies" på engelsk) er små, lyssterke galakser hvor det foregår intens stjernedannelse. De ble oppdaget i 2007 av deltagere i det astronomiske nettdugnadsprosjektet Galaxy Zoo. I motsetning til de "grønne bønnene" er disse galaksene svært små – vår egen Melkeveigalakse inneholder omtrent 200 ganger mer masse enn en typisk grønnert-galakse. Likheten mellom grønnert-galakser og grønn bønne-galakser begrenser seg til deres utseende, da de fleste av dem ikke er nært beslektet.

[4] I mange aktive galakser er det supermassive sorte hullet i midten blokkert av store mengder støv, noe som gjør det vanskelig å måle aktiviteten til det sorte hullet. For å sjekke at grønn bønne-galakser faktisk er forskjellige fra andre galakser med skjulte sentra, så astronomene på bilder av galaksene tatt på infrarøde bølgelengder. Lys på slike lange bølgelengder er nemlig i stand til å trenge gjennom selv svært tykke støvskyer. Det viste seg at sentralområdet til J2240 og de andre grønn bønne-galaksene lyste mye svakere enn forventet. Det betyr at det aktive kjerneområdet nå faktisk er mye svakere enn det man skulle forvente ut fra lysstyrken til de glødende regionene.

Mer informasjon

Denne studien presenteres i en kommende forskningsartikkel i journalen The Astrophysical Journal: "A sample of Seyfert-2 galaxies with ultra-luminous galaxy-wide NLRs – Quasar light echos?"

Forskerteamet består av M. Schirmer (Gemini Observatory, Chile; Argelander-Institut für Astronomie, Universität Bonn, Tyskland), R. Diaz (Gemini Observatory, Chile), K. Holhjem (SOAR Telescope, Chile), N. A. Levenson (Gemini Observatory, Chile) og C. Winge (Gemini Observatory, Chile).

I 2012 feirer European Southern Observatory (ESO) 50-årsjubileum. ESO er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 15 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller 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 driver ESO Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskop. VISTA observerer i infrarødt og er verdens største kartleggingsteleskop, mens VLT Survey Telescope er det største teleskopet som er designet utelukkende for himmelkartlegginger i synlig lys. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på rundt 39 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Canada-France-Hawaii-teleskopet (CFHT) drives av Canadas National Research Council, Institut National des Sciences de l'Univers ved Centre National de la Recherche Scientifique i Frankrike og University of Hawaii.

Linker

Kontakter

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Mischa Schirmer
Science Fellow, Gemini Observatory
La Serena, Chile
Tlf.: +56 (51) 205600
E-post: mschirme@gemini.edu

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6655
Mob.: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Daniel Devost
Canada-France-Hawaii Telescope
Kamuela, Hawaii , USA
Tlf.: +1 808 885 3163
E-post: devost@cfht.hawaii.edu

Peter Michaud
Gemini Observatory
Tlf.: +1 808 974 2510
E-post: pmichaud@gemini.edu

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1249 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.:eso1249no
Navn:J224024.1−092748
Type:• Early Universe : Galaxy : Activity : AGN
Facility:CFHT,Gemini Observatory,Very Large Telescope
Science data:2013ApJ...763...60S

Bilder

Grønn bønne-galaksen J2240
Grønn bønne-galaksen J2240
Grønn bønne-galaksen J2240 (posisjon angitt)
Grønn bønne-galaksen J2240 (posisjon angitt)