Persbericht

APEX maakt eerste close-up van sterrenfabrieken in het verre heelal

21 maart 2010

Astronomen hebben dankzij een toevallige ontdekking met de APEX-telescoop voor het eerst de grootte en helderheid van stervorminggebieden in een verafgelegen sterrenstelsel rechtstreeks gemeten. Het sterrenstelsel is zo ver weg dat het licht er 10 miljard over heeft gedaan om ons te bereiken. Een kosmische ‘zwaartekrachtlens’ vergroot het sterrenstelsel en geeft een close-up die we anders alleen maar zouden kunnen krijgen met toekomstige telescopen zoals de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Deze toevallige ontdekking onthult hectische en krachtige stervorming in sterrenstelsels in het vroege heelal. Kraamkamers van sterren ontstaan er honderd keer sneller dan op basis van gegevens van jongere sterrenstelsels verwacht zou worden. Het onderzoek wordt online gepubliceerd in ‘Nature’.

Astronomen observeerden een zwaar cluster [1] van sterrenstelsels met de Atacama Pathfinder Experiment (APEX) op submillimeter golflengten, toen ze een nieuw en extreem helder sterrenstelsel ontdekten, verder weg dan het cluster en bovendien het helderste verafgelegen sterrenstelsel ooit gezien op deze golflengten. Het is zo helder omdat de kosmische stofkorrels in het stelsel gloeien door de warmte van het sterlicht. Het nieuwe sterrenstelsel heeft de naam SMM J2135-0102 gekregen.

“We waren stomverbaasd om zo’n opvallend helder object te vinden dat we daar niet verwachtten. Al snel realiseerden we ons dat het een nog onontdekt en verder afgelegen stelsel was, dat werd vergroot door het dichterbij gelegen cluster van sterrenstelsels”, zegt Carlos De Breuck van ESO, een lid van het team. De Breuck deed de waarnemingen met de APEX-telescoop op de 5000-meter hoge Chajnantor hoogvlakte in de Chileense Andes.

Het nieuwe stelsel SMM J2135-0102 is zo helder omdat het zware cluster zich ervoor bevindt. De enorme massa van dit cluster buigt het licht van het verder weg gelegen stelsel en werkt zo als een zwaartekrachtlens [2]. Net als een telescoop, vergroot en verheldert het onze blik op het verre stelsel. Omdat het cluster en het verafgelegen stelsel toevallig op één lijn liggen, wordt het stelsel 32 keer vergroot.

“De vergroting onthult het sterrenstelsel in ongekend detail, hoewel het zo verafgelegen ligt dat het licht er ongeveer 10 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken,” verklaart Mark Swinbank van Durham University, eerste auteur van de paper die de ontdekking beschrijft. “In vervolgwaarnemingen met de Submillimeter Array telescoop konden we de stervorming in de wolken van het stelsel in groot detail bestuderen.”

Dankzij deze vergroting kunnen de wolken waar stervorming plaatsvindt, worden onderscheiden tot een schaal van slechts een paar honderd lichtjaar – bijna de afmeting van grote wolken in onze eigen Melkweg. Zo’n gedetailleerde blik zou zonder hulp van een zwaartekrachtlens alleen mogelijk zijn met toekomstige telescopen zoals ALMA, die momenteel wordt gebouwd op dezelfde hoogvlakte waar APEX staat. Astronomen hebben door deze toevallige ontdekking een unieke vooruitblik gekregen van de wetenschap die over een paar jaar mogelijk zal zijn.

Deze ‘sterrenfabrieken’ zijn even groot als die in de Melkweg, maar honderd keer helderder. Dit suggereert dat stervorming in het vroege leven van deze sterrenstelsels een veel krachtiger proces is dan dat in nabije sterrenstelsels. De wolken lijken op de meest compacte kernen van stervormingswolken in het nabije heelal.

“We schatten dat SMM J2135-0102 ongeveer 250 sterren per jaar produceert”, zegt de Breuck. “De stervorming in de grote stofwolken is anders dan die in het nabije heelal, maar onze waarnemingen wijzen erop dat we de onderliggende fysica van de compacte kernen in nabije sterrenstelsels kunnen gebruiken om stervorming in deze verder afgelegen sterrenstelsels te begrijpen.”

Noten

[1]Clusters van sterrenstelsels zijn de zwaarste objecten in het heelal, bij elkaar gehouden door zwaartekracht. Ze bestaan uit honderden tot duizenden sterrenstelsels, die slechts tien procent van de totale massa uitmaken. Het grootste deel van de massa, die tot een miljoen miljard [10¹⁵] keer de massa van de zon bedraagt, bestaat uit heet gas en donkere materie.

[2] De methode van zwaartekrachtlenzen (‘gravitational lensing’) is voorspeld door Albert Einsteins algemene relativiteitstheorie in 1915. Clusters van sterrenstelsels functioneren als extreem efficiënte zwaartekrachtlenzen door hun gigantische massa en hun positie tussen ons en verafgelegen sterrenstelsels. Afhankelijk van de massa van het cluster veroorzaken ze veel interessante effecten, zoals vergroting, vervormingen, reuzenbogen, en meerdere afbeeldingen van dezelfde bron.

Meer informatie

De paper over dit onderzoek verschijnt vandaag op de Nature-website en wordt gepubliceerd in de ‘Nature’ editie van 1 april 2010.

Het team bestaat uit A. M. Swinbank, I. Smail, J. Richard, A. Edge, en K. Coppin (Institute for Computational Cosmology, Durham University, Groot Brittanië), S. Longmore, R. Blundell, M. Gurwell, en D. Wilner (Harvard-Smithsonian Center For Astrophysics, VS), A. I. Harris en L. Hainline (Department of Astronomy, University of Maryland, VS), A.J. Baker (Department of Physics and Astronomy, Rutgers, University of New Jersey, VS), C. De Breuck, A. Lundgren en G. Siringo (ESO), R. Ivison (UKATC and Royal Observatory of Edinburgh, Groot Brittanië), P. Cox, M. Krips en R. Neri (Institut de Radio Astronomie Millimétrique, Frankrijk), B. Siana (California Institute of Technology, VS), D. Stark (Institute of Astronomy, University of Cambridge, Groot Brittanië), en J. D. Younger (Institute for Advanced Study, VS).

De Atacama Pathfinder Experiment (APEX) telescoop is een 12-meter telescoop, gelegen op 5100 meter hoogte op de dorre Chajnantor hoogvlakte in de Chileense Andes. APEX werkt op millimeter en submillimeter golflengten. Deze golflengten zijn een relatief onontgonnen gebied binnen de sterrenkunde en vereisen geavanceerde detectoren en een extreem hoge en droge waarneemlocatie, zoals Chajnantor. APEX, de grootste submillimeter telescoop van het zuidelijk halfrond, is een samenwerkingsverband tussen het Max Planck Instituut voor Radioastronomie, het Onsala Space Observatory en ESO. Het beheer van APEX op Chajnantor is toevertrouwd aan ESO. APEX is een "verkenner" voor ALMA en is gebaseerd op een prototype antenne gebouwd voor het ALMA-project. APEX bevindt zich op dezelfde hoogvlakte waar ALMA wordt gebouwd en zal veel objecten ontdekken die ALMA zeer gedetailleerd zal kunnen bestuderen.

ESO, de Europese Zuidelijke Sterrenwacht, is de belangrijkste intergouvernementele sterrenkundeorganisatie in Europa en wereldwijd het meest productieve astronomische observatorium. ESO wordt ondersteund door 14 landen: België, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Italië, Nederland, Oostenrijk, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland. ESO voert een ambitieus programma uit gericht op het ontwerp, de bouw en de exploitatie van krachtige grondobservatoria die astronomen in staat stellen om belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen te doen. ESO speelt ook een leidende rol in het bevorderen en organiseren van samenwerking in het sterrenkundig onderzoek. ESO exploiteert drie observatielocaties van wereldklasse in Chili: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal exploiteert ESO de Very Large Telescope (VLT), 's werelds meest geavanceerde optische observatorium en ESO is de Europese partner van de revolutionaire telescoop ALMA. ESO is momenteel bezig met ontwerpstudies voor de 42-meter Europese Extremely Large optische/nabij-infrarood Telescoop ( E-ELT), die ‘het grootste oog op de hemel’ ter wereld zal worden.

Links

• Research paper
• More info: APEX

Contact

Mark Swinbank
Durham University
Durham, United Kingdom
Tel: +44 191 334 3786
E-mail: a.m.swinbank@durham.ac.uk

Carlos de Breuck
ESO
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6613 (until 23 March available on +1 626 272 8473, time zone PDT, USA)
E-mail: cdebreuc@eso.org

Douglas Pierce-Price
ESO
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6759
E-mail: dpiercep@eso.org

Rodrigo Alvarez (press contact België)
ESO Science Outreach Network en Planetarium, Royal Observatory of Belgium
Tel: +32-2-474 70 50
E-mail: eson-belgië@eso.org

Connect with ESO on social media