Pressemeddelelse

Galakser kan vokse blidt

13. oktober 2010

Nye observationer fra ESO’s Very Large Telescope viser for første gang direkte, at unge galakser kan vokse ved at suge til sig af den kølige gas omkring dem og bruge det som brændstof til at danne af mange nye stjerner. I de første få milliarder år efter big bang steg massen af en typisk galakse dramatisk. Forståelsen af hvorfor det skete, er et af de mest påtrængende spørgsmål i moderne astrofysik. Resultaterne præsenteres den 14. oktober i tidsskriftet Nature.

De første galakser blev dannet, før universet var en milliard år gammelt, og de var meget mindre end de kæmpesystemer, som vi ser i dag – herunder Mælkevejen. Så på en eller anden måde er den gennemsnitlige størrelse af galakser vokset, i takt med at universet har udviklet sig. Galakser støder ofte sammen og danner derefter større systemer. Denne proces er helt sikkert en vigtig vækstmekanisme, men en anden og blidere måde er også blevet forslået.

Et europæisk hold af astronomer har brugt ESO’s Very Large Telescope til at afprøve denne meget anderledes idé – at unge galakser også kan vokse ved at suge til sig af kølige strømme af brint- og heliumgas, der fyldte det tidlige univers, og danne nye stjerner af dette primitive materiale. Ligesom et firma kan udvide enten ved at fusionere med andre selskaber eller ved at ansætte flere medarbejdere, kan unge galakser måske også vokse på to forskellige måder – ved at fusionere med andre galakser eller indsamle materiale.

Holdlederen Giovanni Cresci (Osservatorio Astrofisico di Arcetri) siger: ”De nye resultater fra VLT er de første direkte tegn på, at indsamling af oprindelig gas virkelig skete, og var omfattende nok til at drive kraftig stjernedannelse og væksten af tunge galakser i det unge univers.” Opdagelsen vil få en stor indflydelse for vores forståelse af universets udvikling fra big bang til i dag. Det kan blive nødvendigt at omskrive teorierne for galaksernes dannelse og udvikling.

Holdet begyndte med at vælge tre meget fjerne galakser for at se, om de kunne finde tegn på en strøm af oprindelig gas fra omgivelserne og dannelse af nye stjerner knyttet til den. De var meget omhyggelige med at sørge for, at deres galakser ikke var blevet forstyrret af vekselvirkning med andre galakser. De udvalgte galakser var meget regelmæssige, jævnt roterende skiver, der minder om Mælkevejen, og vi ser dem, som de så ud omkring to milliarder år efter big bang (ved en rødforskydning på omkring 3).

I galakser i det nutidige univers er der flere tunge grundstoffer [1] i de centrale dele. Men da Cresci’s hold kortlagde deres udvalgte galakser med SINFONI-spektrografen på VLT [2], blev de begejstrede over at se, at der i alle tre tilfælde er et område i galaksen, tæt på centrum, med færre tunge grundstoffer. Til gengæld er der kraftig stjernedannelse i området, hvilket tyder på at materialet, der er brændstof til stjernedannelsen, kommer fra det omkringliggende, oprindelige gas, som har et lavt indhold af tunge grundstoffer. Det er det hidtil klareste tegn på, at unge galakser indsamler oprindelig gas og bruger den til at danne nye generationer af stjerner.

Cresci konkluderer: ”Denne undersøgelse har kun været muligt på grund af den fremragende præstation af SINFONI-instrumentet på VLT. Det har åbnet et nyt vindue til at studere meget fjerne galaksers kemiske egenskaber. SINFONI leverer ikke kun oplysninger i to rumlige dimensioner, men også i en tredje, spektraldimensionen, hvilket giver os mulighed for at se de indre bevægelser i galakser og undersøge den kemiske sammensætning af den interstellare gas.”

Noter

[1] Gassen, der fyldte det tidlige univers, var næsten kun brint og helium. De første generationer af stjerner forarbejdede dette primitive materiale ved kernefusion og skabte tungere grundstoffer som ilt, kvælstof og kulstof. I takt med, at dette materiale blev slynget ud i rummet igen af intense partikelvinde fra tunge unge stjerner og supernovaeksplosioner, steg mængden af tunge grundstoffer i galakserne gradvist. Astronomer kalder alle andre grundstoffer end brint og helium for ”tunge grundstoffer”. 

[2] Med kraftige teleskoper og spektrografer kan astronomerne omhyggeligt opsplitte det svage lys, der kommer fra en galakse, i dets forskellige farver. Denne opsplitning gør det muligt at identificere fingeraftryk fra forskellige kemikalier i fjerne galakser og derved måle mængden af tunge grundstoffer, der er til stede. Med SINFONI-instrumentet på VLT kan astronomerne gå et skridt videre og få et særskilt spektrum for hver del af det objekt, de studerer. Det giver dem mulighed for at lave et kort, der viser mængden af tunge grundstoffer, der er til stede i forskellige dele af en galakse, og også bestemme hvor i galaksen stjernedannelsen er kraftigst.

Mere information

Denne forskning er præsenteret i artiklen, Gas accretion in distant galaxies as the origin of chemical abundance gradients, af Cresci et al., der udkommer i Nature den 14. oktober 2010.

Holdet består af G. Cresci (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italien), F. Mannucci (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italien), R. Maiolino (INAF, Osservatorio Astronomico di Roma, Italien), A. Marconi (Universitá di Firenze, Italien), A. Gnerucci (Universitá di Firenze, Italy) og L. Magrini (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italien).

ESO, det Europæiske Syd Observatorium, er den mest fremtrædende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag følgende 14 medlemslande: Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. Flere lande har udtrykt interesse i medlemskab. ESO’s aktiviteter er fokuseret på design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for astronomi for at muliggøre vigtige videnskabelige opdagelser. ESO spiller også en ledende rolle for at fremme og organisere samarbejdet inden for astronomisk forskning. I Chile driver ESO tre unikke observatorier i verdensklasse: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope (VLT), der er verdens mest avancerede astronomiske observatorium til observationer i synligt lys. ESO er den europæiske partner i et revolutionerede astronomisk teleskop kaldet ALMA, det største igangværende astronomiske projekt. ESO planlægger i øjeblikket et 42 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive ”verdens største øje mod himlen”.

Links

• Videnskabelig artikel

Kontakter

Giovanni Cresci
Osservatorio Astrofisico di Arcetri
Italy
Tel: +39 055 275 2230
Mobil: +39 335 680 3756
E-mail: gcresci@arcetri.astro.it

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

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey telescopes Public Information Officer
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
E-mail: rhook@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1040 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.