Pressemeddelelse

Kæmpegalakser dør indefra og ud

Observationer med VLT og Hubble viser, at stjernedannelsen først lukker ned i centrene af de elliptiske galakser.

16. april 2015

Stjernedannelsen i "døde" galakser fusede ud for milliarder af år siden, og nu ved astronomerne hvordan det gik for sig. ESOs Very Large Telescope og NASAs og ESAs Hubble Space Telescope har afsløret, at tre milliarder år efter Big Bang var der stadig stjernedannelse i gang i udkanterne af disse galakser, men det var der ikke i midten. Som det ser ud, er stjernedannelsen startet i centrene, og så har den spredt sig til de ydre områder. Resultaterne er offentliggjort i tidsskriftet Science den 17. april 2015.

Et af de større uforklarede spørgsmål i astrofysikken har været hvordan det gik for sig da de store, nu meget begivenhedsløse elliptiske galakser, som er ganske hyppige i det nuværende Univers, holdt op med den voldsomme stjernedannelse, som de startede med. Disse kollosale galakser, som kaldes kugleformede på grund af deres form, indeholder typisk ti gange flere stjerner i centrene og vejer omkring ti gange mere end vores egen galakse; Mælkevejen.

Astronomerne kalder disse kæmpegalaker røde og døde, for de har en overvægt af gamle røde stjerner, og der er intet tegn på ny stjernedannelse. Aldersberegninger for de røde stjerner anslår, at værtsgalakserne holdt op med at producere nye stjerner for omkring ti milliarder år siden. Stoppet skete lige netop da der ellers blev dannet allerflest stjerner i Universet. Stjernedannelsen i mange andre galakser var mere end tyve gange hyppigere end det, vi ser nutildags.

"Tunge, døde kugleformede galakser indeholder omkring halvdelen af alle de stjerner, som Universet har produceret i hele dets eksistens", siger Sandro Tacchella fra ETH Zurich i Schweiz. Han er hovedforfatter til artiklen. "Vi kan ikke påstå, at vi forstår hvordan Universet har udviklet sig  til det, vi ser idag, med mindre vi også forstår hvordan disse galakser er opstået."

 

Tacchella og hans kolleger har observeret i alt 22 galakser med mange forskellige masser, men alle sammen opstået omkring tre milliarder år efter Big Bang[1]. SINFONI instrumentet på ESOs Very Large Telescope (VLT) har indsamlet lys fra denne samling af galakser, og forskerne kan se præcist hvor i dem stjernedannelsen skete. SINFONI kan foretage disse detaljerede målinger af fjerne galakser takket være det adaptive optiske system, som stort set udligner den sløring, som Jordens atmosfære giver.

NASA/ESA Hubble Space Telescope blev af forskerne rettet mod de samme galakser. Fordelen ved det teleskop er, at det er i rummet, udenfor atmosfæren. Hubbles WFC3 kamera optog blileder i nær-infrarødt, og billederne afslørede hvordan den rumlige fordeling af gamle stjerner var i de aktive galakser, mens stjernedannelsen foregik.

"Det imponerende er, at SINFONIs adaptive optik stort set kan fjerne atmosfærens forstyrrelser. Dermed får vi oplysninger om, hvor de nye stjerner dannes, og vi får det med nøjagtig samme nøjagtighed som Hubble giver med hensyn til fordelingen af stjernernes masser", fortæller Marcella Carollo, som er medforfatter, og som kommer fra samme institution.

De tungeste galakser i den udvalgte gruppe har haft en stabil produktion af stjerner i udkanterne, kan man se af de nye data. Inde i centrene, hvor stjernetætheden er stor, er stjernedannelsen allerede standset.

"Det, at stoppet for stjernedannelsen foregår indefra og ud i de tunge galakser, bør give nyt lys over de underliggende mekanismer, og det er noget, astronomerne længe har diskuteret", siger Alvio Renzini, Padova Observatory, fra Italian National Institute of Astrophysics.

En af de fremherskende teorier er, at det materiale, som stjernerne dannes af, spredes af den enorme energiudsendelse fra det supermassive sorte hul i en galakse. En anden ide er, at der på et tidspunkt ikke længere strømmer ny gas ind i galaksen, så den bliver udsultet og ikke længere kan danne nye stjerner. Derfor bliver den til rød og død galakse.

"Der er mange forskellige teoretiske forslag til forklaring af den fysiske mekanisme, som fører til, at de tunge elliptiske galakser dør ud," siger medforfatter Natascha Förster Schreiber fra the Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik i Garching, Tyskland."Det, at vi nu ved, at stjernedannelsen uddøde i centrene af galakserne og spredte sig udad, er et meget vigtigt trin imod at forstå, hvordan Universet kom til at se ud, som det gør idag."

Noter

[1] Universets alder nu er cirka 13,8 milliarder år, så de galakser, som Tacchella og kollegerne studerer, ser vi som de så ud for mere end 10 milliarder år siden.

Mere information

Forskningsresultaterne er offentliggjort i en artikel med titlen “Evidence for mature bulges and an inside-out quenching phase 3 billion years after the Big Bang” af S. Tacchella et al. Artiklen er offentliggjort i tidsskriftet Science den 17. april 2015.

Forskerholdet består af Sandro Tacchella (ETH Zurich, Schweiz), Marcella Carollo (ETH Zurich), Alvio Renzini (Italian National Institute of Astrophysics, Padua, Italien), Natascha Förster Schreiber (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, Tysklan), Philipp Lang (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik), Stijn Wuyts (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik), Giovanni Cresci (Istituto Nazionale di Astrofisica), Avishai Dekel (The Hebrew University, Israel), Reinhard Genzel (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik and University of California, Berkeley, California, USA), Simon Lilly (ETH Zurich), Chiara Mancini (Italian National Institute of Astrophysics), Sarah Newman (University of California, Berkeley, California, USA), Masato Onodera (ETH Zurich), Alice Shapley (University of California, Los Angeles, USA), Linda Tacconi (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching), Joanna Woo (ETH Zurich) and Giovanni Zamorani (Italian National Institute of Astrophysics, Bologna, Italien).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Brazilien, Danmark, Finland, Frankrig, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. 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 en af de største partnere i ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges E-ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

Links

• Fotos af VLT

Kontakter

Sandro Tacchella
ETH Zurich
Zurich, Switzerland
Tel: +41 44 633 6314
Mobil: +41 76 480 7963
E-mail: sandro.tacchella@phys.ethz.ch

Marcella Carollo
ETH Zurich
Zurich, Switzerland
Tel: +41 797 926 581
E-mail: marcella@phys.ethz.ch

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 eso1516 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.