Pressemeddelelse

Peanutten i hjertet af vores galakse

ESO teleskoper skaber det hidtil bedste 3D kort over Mælkevejens centrale bule

12. september 2013

To grupper af astronomer har brugt ESOs teleskoper til at lave det bedste tredimensionelle kort, der hidtil er lavet over de centrale dele af Mælkevejen. De så, at de indre regioner havde et peanut-formet udseende fra nogle særlige vinkler. Fra et andet perspektiv, kan man se en struktur i røntgen stråling. Denne mærkelige form blev kortlagt ved at bruge offentligt tilgængeligt data fra ESOs VISTA kortlægningsteleskop sammen med målinger af bevægelserne af hundrede svage stjerner i den centrale bule.

En af de vigtigste og tungeste dele af vores galakse er den galaktiske bule. Denne kæmpestore centrale sky af omkring 10.000 millioner stjerner strækker sig over tusinder lysår. Dog er hverken dens struktur eller oprindelse velforstået.

Desværre er udsynet til den centrale region, fra vores udkigspunkt i galaksens skive - i en afstand fra centrum på 27.000 lysår - voldsomt slørret af det tætte skyer af gas og støv. Astronomer kan kun få et godt udsyn til bulen ved at observere den i de længere bølgelængder af lys, som fx. infrarød stråling, der går igennem støvskyerne.

Tidligere observationer fra 2MASS infrared sky survey har allerede vist tegn på, at bulen havde en mystisk X-formet struktur. Nu har to forskergrupper brugt nye observationer fra en række ESO teleskoper til et få et meget bedre indblik i bulens struktur.

Den første gruppe fra Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) i Garching, Tyskland brugte VVV near-infrared survey [1] fra VISTA-teleskopet på ESOs Paranal-observatorium i Chile (eso1101, eso1128, eso1141, eso1242, eso1309). Dette nye offentlige tilgængelige kortlægningsprojekt kan vise stjerner der er 30 gange svagere end tidligere kortlægningsprojekter af bulen. Holdet fandt i alt 22 millioner stjerner, der tilhørte en klasse af røde kæmpestjerner med så kendte egenskaber, at deres afstand kan beregnes [2].

"Dybden af VISTAs stjernekatalog er langt bedre end tidligere, og vi kan se hele gruppen af disse stjerner på nær de mest tildækkede områder," forklarer Christopher Wegg (MPE), der er hovedforfatter på denne artikel. "Fra fordelingen af stjernerne kan vi lave et tredimensionelt kort over den galaktiske bule. Dette er første gang, at sådan et kort er blevet lavet, uden at antage en model for bulens form."

"Vi ser, at de indre regioner af vores galakse har form som en peanut i sin skal fra en side, og en meget forlænget bjælke fra oven," tilføjer Ortwin Gerhard, der er medforfatter og leder af Dynamics Group på MPE. "Det er første gang, at vi kan se det tydeligt i vores egen Mælkevej, og simuleringer fra vores gruppe og af andre viser, at denne form er typisk for en bjælkegalakse, der begyndte som en ren skive af stjerner."

Den anden internationale forskergruppe, der er ledet af den chilenske ph.d. studerende Sergio Vásquez Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile og ESO, Santiago, Chile), brugte en anden tilgang for at finde strukturen af bulen. Ved at sammenligne billeder der er taget med 11 års mellemrum med MPG/ESO 2,2-meter teleskopet, kunne de måle små forskelle grundet den indbyrdes bevægelse af bulens stjerner over himlen. Disse blev kombineret med målinger af bevægelserne af de samme stjerner imod og væk fra Jorden for at kortlægge bevægelserne af mere end 400 stjerner i tre dimensioner [4].

"Dette er første gang, at et stort antal hastigheder af individuelle stjerner i tre dimensioner på begge sider af bulen er blevet fundet," konkluderer Vásquez. "Stjernerne som vi har observeret ser ud til at strømme langs armen af den X-formede bule, mens deres kredsløb tager dem op og ned og ud af Mælkevejens plan. Det passer alt sammen meget godt med forudsigelserne fra de bedste modeller!"

Astronomerne tror, at Mælkevejen oprindeligt var en ren skive af stjerner, der dannede en flad bjælke milliarder af år siden [5]. Den indre del af denne blev buet, og dannede denne tredimensionelle peanutform, som ses i de nye observationer.

Noter

[1] VVV står for VISTA Variables in the Via Lectea Survey. Dette er et af seks kortlægningsprojekter, der er blevet gennemført med VISTA teleskopet. Data fra VVV survey er internationalt tilgængelige for videnskabelige kredse gennem ESOs Science Archive Facility, der gjorde det muligt for MPE at lave dette studium.

[2] Man valgte at bruge røde klumpede kæmpestjerner i dette studium, da de kan bruges som standardlys: På dette stadie af deres liv er deres lysstyrke uafhængig af deres alder og sammensætning. Mængden af gas og støv der slører for stjernerne er beregnet direkte fra den farven af den observerede røde klump stjerne, så deres klarhed uden sløringen kan måles. Derefter kan man, fordi de røde klumpstjerner har næsten samme reelle klarhed, finde en omtrentlig afstand til hver af stjernerne. Da VVV survey dækker et rummeligt område, kan målinger blive gjort af hele den indre region af Mælkevejen, og fra disse tredimensionelle målinger kan strukturen af bulen findes.

[3] De samme peanutformede strukturer er blevet observeret i bulerne på andre galakser, og deres dannelse er blevet forudsagt fra computersimuleringer, der viser, at denne peanutform dannes af stjerner i kredsløb, der danner den X-formede struktur.

[4] Observationerne af de radiale hastigheder blev lavet med FLAMES-GIRAFFE spektrografen på ESOs Very Large Telescope og IMACS spektrografen på Las Campanas Observatory.

[5] Mange galakser, inklusiv Mælkevejen, har lange, smalle strukturer i deres centrale regioner der betegnes som bjælker.

Mere information

Denne forskning kan læses i de to artikler: “Mapping the three-dimensional density of the Galactic bulge with VVV red clump stars” af C. Wegg et al., i journalen Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, og “3D kinematics through the X-shaped Milky Way bulge”, af S. Vásquez et al., der fornyligt er publiceret i Astronomy & Astrophysics.

Den første forskergruppe bestod af C. Wegg og O. Gerhard (begge fra Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, Tyskland)

Den anden forskergruppe bestod af S. Vásquez (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile; ESO, Santiago, Chile), M. Zoccali (Pontificia Universidad Católica de Chile), V. Hill (Université de Nice Sophia-Antipolis, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Nice, Frankrig), A. Renzini (INAF − Osservatorio Astronomico di Padova, Italien; Observatoire de Paris, Frankrig), O. A. González (ESO, Santiago, Chile), E. Gardner (Université de Franche-Comté, Besançon, Frankrig), V. P. Debattista (University of Central Lancashire, Preston, Storbritannien), A. C. Robin (Université de Franche-Comté), M. Rejkuba (ESO, Garching, Tyskland), M. Baffico (Pontificia Universidad Católica de Chile), M. Monelli (Instituto de Astrofísica de Canarias & Universidad de La Laguna, La Laguna, Tenerife, Spanien), V. Motta (Universidad de Valparaiso, Chile)  og D. Minniti (Pontificia Universidad Católica de Chile; Vatican Observatory, Italien).

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. ESOs 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 39 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive "verdens største øje mod himlen".

Links

• Videnskabelige artikler: Wegg et al og Vasquez et al.
• Billeder af VISTA
• Billeder af VLT

Kontakter

Christopher Wegg
Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 30000 3715
E-mail: wegg@mpe.mpg.de

Ortwin Gerhard
Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 30000 3539
E-mail: gerhard@mpe.mpg.de

Sergio Vásquez
Instituto de Astrofísica — P. Universidad Católica
Santiago, Chile
Tel: +56 2 2354 4940
E-mail: svasquez@astro.puc.cl

Manuela Zoccali
Instituto de Astrofísica — P. Universidad Católica
Santiago, Chile
Tel: +56 2 2354 4940
E-mail: mzoccali@astro.puc.cl

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
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 eso1339 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.