Pressemeddelelse

MUSE afslører: Hvad der virkelig skete, da vild galakse pløjede sig ind i sagesløs galaksehob

10. november 2014

Gassen bliver flået ud fra galaksen ESO 137-001 i takt med at den pløjer sig ind i en kæmpe galaksehob. Det giver forklaringen på en gammel gåde: Hvorfor dannes der ikke længere nye stjerner i galaksehobe? Det er nye målinger med et nyt instrument, MUSE på ESOs Very Large Telescope, som har givet det indtil nu bedste kig på denne kosmiske kollission.

ESO 137-001 er en spiralgalakse 200 millioner lysår borte, i stjernebilledet Sydlige Trekant på den sydlige himmelhalvkugle. Forskerholdet under ledelse af  Michele Fumagalli fra Extragalactic Astronomy Group og Institute for Computational Cosmology ved Durham University, er nogen af de første til at anvende ESOs nye instrument Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) på VLT. Galaksen er med stor fart på vej ind i den store klynge af galakser Normahoben i stjernebilledet Norma (Linealen), og nu kan vi tydeligere end nogensinde før se, hvad der sker.

Med MUSE får astronomerne ikke kun et billede, men et spektrum, altså en regnbue af farver, for hver eneste pixel i billedet. Hver gang forskerne ser på et objekt får de samtidig omkring 90.000 spektrer fra instrumentet, og dermed kan der opbyggs yderst detaljerede kort over bevægelsen og andre egenskaber ved de objekter, som observeres.[1].

Den proces, som frarøver ESO 137-001 dens råmaterialer, kaldes ram-pressure stripping. Der findes ikke noget dansk udtryk for begrebet, men det er det, som sker, når et objekt bevæger sig med stor fart igennem en væske eller en gas. Det er lidt det samme, som når hunden stikker hovedet ud ad vinduet i bilen.  I tilfældet med hunden er gassen selvfølgelig den atmosfæriske luft. I galaksetilfældet er det den enorme sky af meget tynd, men varm gas [4], som indhyller den galaksehob, som ESO 137-001 er på vej ind i med adskillige millioner kilometer i timen [2].

Det meste af galaksens egen gas bliver strippet væk, og det er det materiale, som den skulle have brugt til at danne den næste generation af nye blå stjerner. ESO 137-001 er lige midt i denne galaktiske makeover, så den er på vej fra at være en blå gasrig galakse til at blive en gasfattig rød galakse. Det vi her ser, vil gøre sit til, at vi kan opklare en gammel videnskabelig gåde, siger forskerne.

Det, at finde ud af hvordan og hvorfor galasker i hobe udvikler sig fra blå til røde i løbet af meget kort tid, er et af de store spørgsmål i moderne astronomi," siger Fumagalli. "Her har vi fanget en galakse midt i skiftet fra det ene til det andet, og det giver os mulighed for at undersøge selve processen."

- Men det er ikke nogen let opgave at iagttage dette kosmiske skue. Normahoben ligger tæt ved vores egen galakse, Mælkevejens plan, så hoben er gemt bag store mængder af lokalt støv og gas.

MUSE er monteret på et af de fire 8 m VLT-teleskoper på Paranal Observatoriet i Chile. Forskerne kunne ikke kun finde gassen i og omkring galaksen. De kunne også se, hvordan gassen bevæger sig. Det nye instrument er så effektivt, at det var nok med en enkelt times observationstid for at få både et højopløsningsbillede af galaksen og få fordelingen og bevægelsen i gassen.

På målingerne kan man se, at de ydre områder omkring ESO 137-001 allerede er helt fri for gas. Det skyldes at gassen i hoben - som er millioner af grader varm, men meget tynd - skubber de koldere gasser væk fra ESO 137-001 mens den er på vej ind imod hobens centrum. Det sker først i spiralarmene, hvor stjerner og stof er tyndere end i galaksens kerneområde. I de ydre dele har tyngdekraften heller ikke så godt fat i gassen. I kernen er der tilstrækkelig tyngdekraft til, at galaksen stadig kan klare tovtrækkeriet, så her kan der stadig observeres gas.

Med tiden vil al gassen i galaksen bliver revet ud i klartlysende strømme bag ESO 137-001 som beviser på dette intergalaktiske røveri. Den gas, som bliver flået væk fra galaksen bliver blandet op med den varme gas, som er i hoben i forvejen, og det bevirker flotte "haler", som kan strække sig over 200.000 lysår. Forskerholdet har taget et kig på disse haler, for bedre at forstå, hvordan der opstår turbulens ved sammenblandingen.

En af overraskelserne i de nye observationer med MUSE er, at gassen i halerne stadig fortsætter med at rotere på samme måde som galaksen selv gør det, selv efter at de er blevet fejet ud fra galaksen. Desuden har forskerne kunnet bestemme, at stjernerne i ESO 137-001 stadig kredser om galaksecenteret som de altid har gjort. Det viser klart, at det er gassen i galaksehoben, som er den skyldige i røveriet - det er ikke en effekt af tyngdekræfterne.[3].

Matteo Fossati (Universitäts-Sternwarte München og Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Tyskland) og medforfatter til artiklen slutter: "Vi er meget tættere på helt at forstå, hvad der foregår i disse kollissioner, nu hvor vi har de nye MUSE-observationer. Vi kan se både galaksens og gassernes bevægelser i detaljer, og det ville ikke have været muligt uden MUSE. Med disse og med fremtidige observationer kan vi få et bedre billede af, hvad det er, der styrer galaksernes udvikling."

Noter

[1] MUSE er den første integrerede feltspektrograf, som nogensinde har været monteret på et 8 m teleskop. Til sammenligning gav et tidligere studie af galaksen ESO 137-001 bare 50 spektrer.

 [2] Hubble Space Telescope har taget et  fantastisk billede af objektet, men til forskel fra MUSE kan man ikke her se hvordan stoffet bevæger sig.

[3] Hvis tyngdekraften havde haft en rolle i denne stripping-proces, ville forskerne også have forventet at se, at galaksen ville være deformeret i en eller anden grad.

 [4] Gas er i astronomisk forbindelse ikke campinggas eller nordsøgas, men stoffer i luftform. Typisk består den interstellare gas af ca. 25% helium, ca. 75% hydrogen (brint) og få procent forskellige andre molekyler.

Mere information

Forskningsresultaterne præsenteres i en artikel med titlen “MUSE sneaks a peek at extreme ram-pressure stripping events. I. A kinematic study of the archetypal galaxy ESO137-001”. Den offentliggøres i tidsskriftet Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 10. november 2014.

Forskerholdet består af Michele Fumagalli (Extragalactic Astronomy Group and Institute for Computational Cosmology, Durham University, United Kingdom), Matteo Fossati (Universitäts-Sternwarte München and Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Tyskland), George K. T. Hau (ESO, Santiago, Chile), Giuseppe Gavazzi (Università di Milano-Bicocca, Italy), Richard Bower (Extragalactic Astronomy Group and Institute for Computational Cosmology, Durham University, United Kingdom), Alessandro Boselli (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Frankrig) and Ming Sun (Department of Physics, University of Alabama, USA).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 15 lande er med i ESO: Belgien, Brazilien, Danmark, Finland, Frankrig, Italien, Nederlandene, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har focus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. ESO er Europas partner i ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden planlægges E-ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop, som bliver "verdens største himmeløje".

Links

• Forskningsartiklen
• Fotos af VLT: http://www.eso.org/public/images/archive/category/paranal/
• Pressemeddelelse om ibrugtagningen af MUSE
• Hubblebilledet af  ESO 137-001

Kontakter

Michele Fumagalli
Institute for Computational Cosmology, Durham University
Durham, United Kingdom
Tel: +44 191 334 3789
E-mail: michele.fumagalli@durham.ac.uk

Matteo Fossati
Universitäts-Sternwarte München and Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Munich, Germany
Tel: +49 89 30000 3890
E-mail: mfossati@mpe.mpg.de

Richard Hook
ESO education and Public Outreach Department
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 eso1437 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.