eso1249sv — Pressmeddelande (forskning)

Galax lyser av ekon från det förflutna

Ny och sällsynt galaxtyp upptäckt av jätteteleskopet VLT

5 december 2012

En ny typ av galax har upptäckts tack vare observationer gjorda med ESO:s jätteteleskop VLT tillsammans med teleskopet Gemini South och Canada-France-Hawaii-teleskopet. På grund av deras märkliga utseende har galaxerna fått smeknamnet “gröna bön-galaxer”. Bakom galaxernas lyskraft ligger den intensiva strålningen som skickas ut från områdena kring gigantiska svarta hål. Dessa galaxer är bland de mest sällsynta i universum.

Många galaxer har gigantiska svarta hål i sina centrum som gör att gasen omkring dem lyser. I en grön bön-galax är det hela galaxen som lyser, inte bara dess mitt. De här nya observationerna visar upp de största och starkast lysande sådana områden som någonsin hittats. Kraftkällan till ljuset tros vara det centrala svarta hålet som nu verkar ha stängts av efter att tidigare ha varit mycket aktivt.

Astronomen Mischa Schirmer vid Geminiobservatoriet hade tittat på många bilder av det avlägsna universum på jakt efter galaxhopar. Men när han råkade se ett objekt i en bild från Canada-France-Hawaii-teleskopet (CFHT) blev han förstummad. Det såg ut som en galax, men lyste starkt i en grön färg, och såg inte ut som någon galax han tidigare hade sett. Detta var någonting helt oväntat. Han ansökte då genast om att få använda ESO:s VLT (Very Large Telescope) för att ta reda på vad det var som orsakade den ovanliga gröna färgen [1].

- ESO beviljade mig särskild observationstid och bara några dagar sedan jag skickade min ansökan observerades detta bisarra objekt av VLT. Tio minuter efter att observationerna gjordes i Chile hade jag mätningarna på min dator i Tyskland. Snabbt ändrade jag helt inriktning på mina forskningsaktiviteter eftersom det blev uppenbart att jag hade stött på något som var verkligen nytt, säger Schirmer.

Det nya objektet har fått katalognamnet J224024.1−092748 eller bara J2240. Det ligger i stjärnbilden Vattumannen och det har tagit 3,7 miljarder år för dess ljus att nå jorden.

Efter upptäckten sökte Schirmers team genom en lista över nästan en miljard andra galaxer [2] och hittade 16 andra med liknande egenskaper. Dessa bekräftades sedan med observationer med teleskopet Gemini South. Dessa galaxer är så pass ovanliga att det i snitt bara finns en i volymen som upptas av en kub med sidorna 1,3 miljarder ljusår. Den här nya klassen av galaxer har fått smeknamnet gröna bön-galaxer tack vare deras färg. Dessutom påminner de om de mindre objekt som kallas gröna ärt-galaxer [3].

I många galaxer lyser materialet runt det supertunga svarta hålet i galaxens mitt så pass starkt att den omgivande gasen joniseras och börjar lysa kraftigt. Vanligtvis är dessa lysande områden i aktiva galaxer ändå små, som mest 10 procent av galaxens diameter. Men i fallet J2240 visar teamets observationer att det lysande området i den här galaxen är jättelikt. Det omfattar hela galaxen, och är således ett av de största sådana områden som någonsin hittats. Joniserat syre lyser med en klar grön nyans, vilket förklarar den märkliga färgen som först fångade Schirmers uppmärksamhet.

- Dessa lysande områden fungerar som fantastiska stickprov för den som vill försöka förstå galaxernas fysik. Det är som att ta tempen på en fjärran galax. I vanliga fall är de här områdena varken speciellt stora eller ljusa, och man ser dem bra bara i närliggande galaxer. Men i dessa nyupptäckta galaxer är de jättelika och så ljusstarka att de kan detaljstuderas trots att de ligger långt bort, säger Schirmer.

Efter vidare analys av mätningarna kom ännu en gåta fram. Det svarta hålet i mitten av J2240 är långt mindre aktivt än man hade väntat sig utifrån storleken på de lysande partierna omkring det. Teamet misstänker att det de ser är ekot av en tid då det svarta hålet var mycket mer aktivt än det är nu. Troligen kommer dessa områden att gradvis blekna allt eftersom det som finns kvar av svarta hålets strålning passerar genom dem och ut i rymden [4].

Dessa galaxer pekar ut en galaxkärna vars lyskraft avtar, och därmed också en mycket kortvarig fas i en galax livshistoria. När universum var ungt var galaxer långt mer aktiva än de är idag. I deras mitt växte tunga svarta hål som slukade stjärnorna och gasen som omgav dem så att de kunde lysa med uppemot 100 gånger mer lyskraft än galaxens alla stjärnor tillsammans. Ekon som de som setts i J2240 gör det möjligt för astronomer att studera vad som händer när dessa aktiva himlakroppar stänger ner. Inte bara det, utan även hur, när och varför de stänger ner och varför de är så sällsynta i yngre galaxer. Det är också just detta som teamet planerar att göra härnäst, genom att följa upp den här studien med att observationer i röntgenstrålning och med spektroskopi.

- Att upptäcka någonting genuint nytt är en astronoms dröm som gått i uppfyllelse, en en gång i livet-händelse. Det är väldigt inspirerande! avslutar Schirmer.

Noter

[1] Astronomerna studerade objektet med den kraftfulla spektrografen X-shooter på VLT. Genom att dela upp ljuset i sina olika färger kunde de identifiera vilka ämnen som utgör det lysande materialet och varför det lyser så kraftigt.

[2] Man letade genom den gigantiska databasen för himmelskartläggningen Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

[3] Gröna ärt-galaxer är små ljusstarka galaxer där stjärnor bildas i hög takt. De upptäcktes 2007 av deltagare i medborgarforskningsprojektet Galaxy Zoo. Till skillnad från de gröna bönorna är dessa galaxer mycket små. Vintergatan väger 200 gånger mer än en typisk gröna ärt-galax. Likheten mellan gröna ärt-galaxer och gröna bön-galaxer är begränsad till deras utseende. De flesta av dem är inte nära besläktade.

[4] I många aktiva galaxer är det svårt att se det centrala svarta hålet på grund av stora mängder stoft. Stoftet gör dessutom att det är svårt att uppskatta aktiviteten hos det svarta hålet. För att kontrollera huruvida gröna bön-galaxer verkligen är annorlunda jämfört med andra galaxer med stofthöljda centrum, tittade astronomerna på mätningar som gjordes vid mycket längre infraröda våglängder. Långvågigt infrarött ljus tränger lätt genom till och med tjocka stoftmoln. Mitten av J2240 och de andra gröna bön-galaxerna visade sig lysa mycket svagare än man hade väntat sig. Det betyder att den aktiva kärnan i dessa galaxer är mycket svagare än vad man skulle tro utifrån lyskraften hos dess ljusa, gröna omgivning.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i en artikel, “A sample of Seyfert-2 galaxies with ultra-luminous galaxy-wide NLRs – Quasar light echos?”, som publiceras i forskningstidskriften Astrophysical Journal.

Teamet består av M. Schirmer (Geminiobservatoriet, Chile; Argelander-Institut für Astronomie, Universität Bonn, Tyskland), R. Diaz (Geminiobservatoriet, Chile), K. Holhjem (SOAR-teleskopet, Chile), N. A. Levenson (Geminiobservatoriet, Chile) och C. Winge (Geminiobservatoriet, Chile).

År 2012 är det 50 år sedan Europeiska sydobservatoriet (ESO) grundades. ESO är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 15 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop: VISTA, som observerar infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop, samt VST, det största teleskopet som konstruerats för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO bidrar dessutom till ALMA, ett revolutionerande astronomiskt teleskop och världens hittills största astronomiska projekt. ESO planerar för närvarande bygget av det europeiska extremt stora 39 metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Geminiobservatoriet är ett internationellt samarbete med två identiska 8-metersteleskop. Frederick C. Gillett-Geminiteleskopet är placerat på Mauna Kea, Hawai'i (Gemini North), medan det andra teleskopet (Gemini South) ligger på Cerro Pachón i centrala Chile. Tillsammans täcker tvillingteleskopen in himlens båda halvklot. Teleskopen tillämpar teknik som gör det möjligt för stora, relativt tunna speglar att under aktiv kontroll samla in och fokusera både synligt och infrarött ljus från rymden.

Geminiobservatoriet förser astronomer i sju medlemsländer med toppmoderna forskningsanläggningar för astronomi. Observationstid delas ut i proportion till varje lands bidrag till samarbetet. Förutom ekonomiskt stöd bidrar även varje land med betydande vetenskapliga och tekniska resurser. De nationella forskningsråd som utgör Gemini-samarbetet är National Science Foundation (NSF; USA); Science and Technology Facilities Council (STFC; Storbritannien); National Research Council (NRC; Kanada); Comisión Nacional de Investigación Cientifica y Tecnológica (CONICYT; Chile); Australian Research Council (ARC; Australien); Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva (Argentina), samt Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasilien). Observatoriet drivs av Association of Universities for Research in Astronomy, Inc. (AURA) tillsammans med NSF. NSF fungerar också som verkställande råd för det internationella samarbetet.

Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT) drivs av National Research Council of Canada, Institut National des Sciences de l'Univers hos Frankrikes Centre National de la Recherche Scientifique, samt University of Hawaii.

Länkar

Kontakter

Robert Cumming, kontaktperson för ESO:s utåtriktade verksamhet i Sverige
Onsala rymdobservatorium
Sverige
Tel: 031 772 5500
Mobil: 070 493 3114
E-post: robert.cumming@chalmers.se

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

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

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

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

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1249, som tagits fram inom ramarna för ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer som fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Robert Cumming.

Om pressmeddelandet

Pressmeddelande nr:eso1249sv
Namn:J224024.1−092748
Typ:• Early Universe : Galaxy : Activity : AGN
Facility:CFHT,Gemini Observatory,Very Large Telescope
Science data:2013ApJ...763...60S

Bilder

Gröna bön-galaxen J2240
Gröna bön-galaxen J2240
Gröna bön-galaxen J2240 (med etiketter)
Gröna bön-galaxen J2240 (med etiketter)