Pressemeddelelse

Nutidens tungeste galaksers vilde ungdom

Dramatisk stjernedannelse afbrudt af sorte huller

25. januar 2012

Ved hjælp af APEX-teleskopet har et hold astronomer fundet den hidtil mest overbevisende forbindelse mellem de kraftigste udbrud af stjernedannelse i det tidlige univers og de tungeste galakser, der findes i dag. Galakserne, der i det tidlige univers blomstrede med dramatisk, nærmest eksplosiv stjernedannelse, fik brat afbrudt fødslen af nye stjerner så de i dag ses som tunge – men passive – galakser af aldrende stjerner. Astronomerne har også en sandsynlig årsag til den pludselige afslutning på den voldsomme, nærmest eksplosive stjernedannelse: supertunge sorte huller kom på banen.

Astronomer har kombineret observationer fra LABOCA-kameraet på 12 meter Atacama Pathfinder Experiment (APEX) teleskopet [1], der drives af ESO, med målinger foretaget med ESO’s Very Large Telescope, NASA’s Spitzer Space Telescope og andre, for at se på hvordan fjerne lysstærke galakser er samlet sammen i grupper eller hobe.

Jo tættere galakserne er samlet, desto tungere er deres haloer af mørkt stof – det usynlige materiale, som udgør langt størstedelen af en galakses masse. De nye resultater er de mest nøjagtige målinger af hvordan galakser af denne type klumper sig sammen, der nogensinde er lavet.

Galakserne er så fjerne, at deres lys har rejst omkring 10 milliarder år for at nå os, så vi ser dem som de så ud for omkring 10 milliarder år siden [2]. I disse glimt fra det tidlige univers, er galakserne i gang med den mest intense form for stjernedannelsesaktivitet vi kender, på engelsk kaldet et starburst.

Ved at måle hvor tunge haloerne af mørkt stof omkring galakserne er, og ved at lave computersimuleringer for at studere, hvordan haloer vokser over tid, har astronomerne fundet ud af, at disse fjerne stjernedannende galakser fra det tidlige univers med tiden bliver til gigantiske elliptiske galakser – de tungeste galakser i det nutidige univers.

”Det er første gang, at vi har været i stand til at vise denne klare forbindelse mellem de mest voldsomt stjernedannende galakser i det tidlige univers, og de tungeste galakser i dag,” forklarer Ryan Hickox (Dartmouth College, USA og Durham University, Storbritannien), den ledende forsker på holdet.

Desuden tyder de nye observationer på at de voldsomme udbrud af stjernedannelse i disse fjerne galakser varede i blot 100 millioner år – meget kort tid på kosmologisk tidsskala – men i denne korte tid var de ikke desto mindre i stand til at fordoble mængden af stjerner i galakserne. Den pludselige afslutning af denne hurtige vækst er en anden del af historien om galakser som astronomerne endnu ikke har forstået fuldt ud.

”Vi ved, at tunge elliptiske galakser ophørte med at producere stjerner temmelig pludseligt for lang tid siden, og de er nu passive. Og forskerne spekulerer over, hvad der kunne være kraftfuldt nok til at lukke nu for en hel galakses stjernedannelse,” siger holdmedlem Julie Wardlow (University of California at Irvine, USA og Durham University, Storbritannien).

Holdets resultater giver en mulig forklaring: På det tidspunkt i universets historie er de stjernedannende galakser samlet sammen på en måde, der er meget lig den måde kvasarer er samlet på. Det tyder på, at de findes i de samme haloer af mørkt stof. Kvasarer er blandt de mest energirige objekter i universet – galaktiske fyrtårn, der udsender intens stråling, drevet af et supertungt sort hul i deres centrum.

Der er mere og mere , der tyder på, at den intense, nærmest eksplosive stjernedannelse også driver kvasaren ved at fodre det sorte hul med enorme mængder af materiale. Kvasaren udsender til gengæld kraftige udbrud af energi, der menes at blæse galaksens tilbageværende gas væk – råstoffet til nye stjerner – og det lukker effektivt ned for stjernedannelsen.

”Kort sagt, galaksernes kronede dage med intens stjernedannelse besegler også deres skæbne ved at fodre de kæmpe sorte huller i deres centrum, som derefter enten ødelægger de stjernedannende skyer eller blæser dem væk,” forklarer holdmedlem David Alexander (Durham University, Storbritannien).

Noter

[1] 12 meter APEX-teleskopet er placeret på Chajnantor-sletten i de chilenske Andesbjerge. APEX baner vejen for ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, et revolutionerende nyt teleskop, som ESO sammen med sine internationale partnere er ved at bygge og drive, også på Chajnantor-sletten. APEX er i sig selv baseret på en enkelt prototype-antenne konstrueret til ALMA-projektet. De to teleskoper supplerer hinanden: for eksempel kan APEX finde mange objekter over store områder på himlen, som ALMA så kan studere i stor detalje. APEX er et samarbejde mellem Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), Onsala Space Observatory (OSO) og ESO.

[2] Disse fjerne galakser er kendt som submillimeter-galakser. De er meget klare galakser i det fjerne univers med intens stjernedannelse. På grund af den ekstreme afstand, er det infrarøde lys fra støvkorn opvarmet af stjernelys rødforskudt til længere bølgelængder, og det er derfor bedst at observere de støvede galakser i lys med bølgelængder i submillimeter-området. 

Mere information

Denne forskning præsenteres i en artikel der offentliggøres i tidsskriftet Monthly Notices of the Royal Astronomical Society den 26. januar 2012.

Holdet består af Ryan C. Hickox (Dartmouth College, Hanover, USA; Department of Physics, Durham University (DU); STFC Postdoctoral Fellow, Storbritannien), J. L. Wardlow (Department of Physics & Astronomy, University of California at Irvine, USA; Department of Physics, DU, Storbritannien), Ian Smail (Institute for Computational Cosmology, DU, Storbritannien), A. D. Myers (Department of Physics and Astronomy, University of Wyoming, USA), D. M. Alexander (Department of Physics, DU, Storbritannien), A. M. Swinbank (Institute for Computational Cosmology, DU, Storbritannien), A. L. R. Danielson (Institute for Computational Cosmology, DU, Storbritannien), J. P. Stott (Department of Physics, DU, Storbritannien), S. C. Chapman (Institute of Astronomy, Cambridge, Storbritannien), K. E. K. Coppin (Department of Physics, McGill University, Canada), J. S. Dunlop (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Storbritannien), E. Gawiser (Department of Physics and Astronomy, The State University of New Jersey, USA), D. Lutz (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Germany), P. van der Werf (Leiden Observatory, Leiden University, The Netherlands), A. Weiß (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Tyskland).

I år 2012 er der 50-års jubilæum for grundlæggelsen af det Europæiske Syd Observatorium (ESO). ESO er den mest fremtrædende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag følgende 15 medlemslande: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. ESO’s aktiviteter er fokuseret på design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for at muliggøre vigtige videnskabelige opdagelser inden for astronomi. 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 samt to kortlægningsteleskoper. VISTA arbejder i infrarødt lys og er verdens største kortlægningsteleskop, mens VLT Survey Telescope (VST) er det største teleskop, der udelukkende er bygget til at kortlægge himlen 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 40 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive ”verdens største øje mod himlen”.

Den internationale astronomifacilitet Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), er et partnerskab mellem Europa, Nordamerika og Østasien i samarbejde med Chile. Konstruktionen og driften af ALMA ledes af ESO på vegne af Europa, af National Radio Astronomy Observatory (NRAO) på vegne af Nordamerika og af National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) på vegne af Østasien. Joint ALMA Observatory (JAO) giver samlet ledelse og styring af opførelse, igangsættelse og drift af ALMA.

Links

• Videnskabelig artikel
• Information om APEX
• Billeder relateret til APEX

Kontakter

Ryan Hickox
Dartmouth College
Hanover, New Hampshire, USA
Tel: +1 603 646 2962
E-mail: ryan.c.hickox@dartmouth.edu

Douglas Pierce-Price
ESO ALMA/APEX Public Information Officer
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6759
E-mail: dpiercep@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 eso1206 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.