eso1318no — Pressemelding

ALMA lokaliserer tidlige galakser i rekordfart

17 April 2013

Et astronomteam har brukt det nye ALMA-teleskopet (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) til å lokalisere over hundre av de mest aktive stjernedannende galakser i det tidlige univers. ALMA er så kraftig at i løpet av bare noen få timer ble det gjort like mange observasjoner av disse galaksene som samtlige lignende teleskoper verden over har utført i løpet av mer enn et tiår.

De mest intense utbrudd av stjernefødsler i det tidlige univers fant sted i fjerne galakser som inneholder massevis av kosmisk støv. Disse galaksene er helt avgjørende for vår forståelse av galaksenes framvekst og utvikling opp gjennom universets historie, men støvet tilslører dem og gjør dem vanskelige å identifisere på bilder tatt i synlig lys. For å lokalisere objektene må astronomene ty til teleskoper som observerer lys med lengre bølgelengder – rundt en millimeter – som for eksempel ALMA.

"Astronomer har ventet i over et tiår på data som dette. ALMA-teleskopet er så kraftig at det har revolusjonert måten vi observerer disse galaksene, og det til tross for at teleskopet ikke var ferdigstilt da observasjonene ble gjort," sier hovedforfatteren av forskningsartikkelen, Jacqueline Hodge (Max-Planck-Institut für Astronomie i Tyskland).

Det hittil beste kartet over de fjerne, støvfylte galaksene ble utarbeidet med bruk av det ESO-drevne teleskopet Atacama Pathfinder Experiment (APEX). Teleskopet kartla en himmelregion omtrent like stor som fullmånens himmelutstrekning [1] og fant 126 slike galakser. På bildene fra APEX framstod imidlertid hver av stjernedannelsesområdene som en relativt diffus lysflekk, som ofte var så stor at den dekket mer enn én galakse på skarpere bilder tatt på andre bølgelengder. Uten å vite eksakt hvilke galakser de lyssterke stjernedannelsesområdene tilhørte, er det vanskelig for astronomer å studere stjernefødsler i det tidlige univers.

Å lokalisere de rette galaksene krever skarpere observasjoner, og for å få skarpere observasjoner trenger man et større teleskop. APEX består av en enkelt 12-meters parabolantenne, mens teleskoper som ALMA benytter flere slike antenner som er spredt over store avstander. Signalene fra alle antennene kombineres, og på den måten oppnår man en detaljoppløsning tilsvarende den man ville fått med et kjempeteleskop med samme diameter som den største avstanden mellom enkeltantennene. 

Galaksene på APEX-kartet ble observert med ALMA mens teleskopet var inne i sin første fase av vitenskapelige observasjoner. På den tiden var teleskopet fortsatt under bygging – mindre enn en fjerdedel av dagens 66 antenner var i bruk, og avstandene mellom dem var bare maksimalt 125 meter. Likevel trengte ALMA kun to minutter for å lokalisere hver av galaksene innenfor et ørlite område som var 200 ganger mindre enn de store lysflekkene på APEX-bildene. Følsomheten var dessuten tre ganger bedre enn på dataene fra APEX. Fordi ALMA er så mye mer følsomt enn andre teleskoper av denne typen, hadde teleskopet i løpet av bare noen timer faktisk doblet det samlede antall observasjoner som noensinne er gjort av slike galakser.

Astronomteamet kunne med ALMA-dataene entydig identifisere hvilke galakser som inneholdt områder med aktiv stjernedannelse. I tillegg fant de at i opptil halvparten av tilfellene var flere stjernedannende galakser "grodd sammen" til en enkelt lysflekk på tidligere bilder tatt med andre teleskoper. ALMAs skarpe blikk gjorde at man nå kunne skille alle enkeltgalaksene fra hverandre.

"Før trodde vi at de mest lyssterke av disse fjerne galaksene produserte stjerner omtrent tusen ganger raskere enn vår egen Melkeveigalakse, noe som i så fall ville bety at de var på grensen til å blåse seg selv i filler. ALMA-bildene avdekket derimot flere, mindre galakser, som danner stjerner i et mer fornuftig tempo," forklarer Alexander Karim (Durham University, Storbritannia), teammedlem og hovedforfatter av en ledsagende artikkel om samme studie.

Resultatene utgjør den første statistisk pålitelige katalog over støvete, stjernedannende galakser i det tidlige univers. De danner et viktig grunnlag for videre studier av galaksenes egenskaper på andre bølgelengder, uten å risikere feiltolkninger i tilfellene der oppløsningen ikke er god nok til å skille galaksene fra hverandre.

Tross ALMAs skarpe blikk og uslåelige følsomhet, har teleskoper som APEX absolutt ikke utspilt sin rolle. "APEX kan avbilde større himmelområder raskere enn ALMA, og er derfor perfekt utrustet til å oppdage disse galaksene. Deretter bruker vi ALMA for å bestemme deres nøyaktige posisjoner," avslutter medforfatter  Ian Smail (Durham University, Storbritannia). 

Fotnoter

[1] Det observerte himmelområdet kalles Chandra Deep Field South og ligger i det sørlige stjernebildet Smelteovnen. Det er tidligere blitt studert grundig med en rekke teleskoper både på bakken og i rommet. De nye observasjonene med ALMA utviderde dype og høyoppløste kartleggingen av denne regionen til også å gjelde millimeter-/submillimeterområdet av spekteret, og innebærer således et viktig supplement til tidligere data.

Mer informasjon

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) er et internasjonalt samarbeid mellom Europa, Nord-Amerika og Øst-Asia, i samarbeid med Chile. ALMA er i Europa finansiert av ESO, i Nord-Amerika av det amerikanske National Science Foundation (NSF) i samarbeid med National Research Council (NRC) i Canada og National Science Council (NSC) i Taiwan. I Øst-Asia er ALMA finansiert av National Institutes of Natural Sciences (NINS) i Japan i samarbeid med Academia Sinica (AS) i Taiwan. Byggingen og driften av ALMA ledes i Europa av ESO, i Nord-Amerika av National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som styres av Associated Universities Inc. (AUI), og i Øst-Asia av National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Joint ALMA Observatory (JAO) står for den overordnede ledelse og administrasjon av byggefasen, oppstart og drift av ALMA.

APEX (Atacama Pathfinder Experiment) er et samarbeidsprosjekt mellom Max Planck Institut für Radioastronomie (MPIfR, 50 %), Onsala Space Observatory (OSO, 23 %) og  European Southern Observatory (ESO, 27 %).

Denne studien presenteres i en kommende forskningsartikkel i Astrophysical Journal: "An ALMA Survey of Submillimeter Galaxies in the Extended Chandra Deep Field South: Source Catalog and Multiplicity" av J. Hodge et al.

En tilhørende artikkel om galaksenes mangfold, "An ALMA survey of submillimetre galaxies in the Extended Chandra Deep Field South: High resolution 870 μm source counts” av Karim et al., vil senere publiseres i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (Oxford University Press).

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

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert 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.

Linker

Kontakter

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

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

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

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

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

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6655
Mob.: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1318 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 Jan-Erik Ovaldsen og Andreas O. Jaunsen. Pressemeldingen er oversatt av JEO.
Bookmark and Share

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1318no
Type:• Early Universe : Galaxy
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2013ApJ...768...91H

Bilder

ALMA identifiserer tidlige galakser
ALMA identifiserer tidlige galakser
ALMA identifiserer tidlige galakser
ALMA identifiserer tidlige galakser
Posisjonen til Extended Chandra Deep Field South i stjernebildet Smelteovnen
Posisjonen til Extended Chandra Deep Field South i stjernebildet Smelteovnen
ALMA identifiserer tidlige galakser
ALMA identifiserer tidlige galakser

Videoer

Zoom inn på stjernedannende galakser i det tidlige univers (observert med ALMA)
Zoom inn på stjernedannende galakser i det tidlige univers (observert med ALMA)
Sammenligning: stjernedannende galakser i det tidlige univers observert med APEX og ALMA
Sammenligning: stjernedannende galakser i det tidlige univers observert med APEX og ALMA

Se også