Pressemeddelelse

Gamle galakser i dynger

ALMA og APEX finder kolossale ansamlinger af nydannede galakser i det tidlige Univers

25. april 2018

Teleskoperne ALMA og APEX har spejdet langt ud i Universet, og dermed langt tilbage til den gang Universet kun var en tiendedels af dets nuværende alder. Her har de opdaget starten til et gigantisk kosmisk trafiksammenstød; en kollision undervejs imellem unge galakser med voldsom stjernedannelse. Astronomerne troede, at den slags ting først forekom omkring tre milliarder år efter Big Bang, så det var en overraskelse, at de nye observationer viser, at det begyndte allerede da Universet var bare halvt så gammelt. Det er disse ældgamle galaksegrupper, som man regner med er starten på det, vi ser som de største strukturer i Universet idag, galaksehobene.

Med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) og Atacama Pathfinder Experiment (APEX) har to internationale forskerhold under ledelse af Tim Miller fra Dalhousie University i Canada og Yale Universitetet i USA og Ivan Oteo fra Edinburghs Universitet i Storbrittannien opdaget overraskende tætte samlinger af galakser, som er på nippet til at smelte sammen til det, som med tiden bliver kerneområderne i enorme galaksehobe.

Millers forskerhold så tilbage 90% af det observerbare Univers, og her studerede de en galakse-protohob, som har betegnelsen SPT2349-56. Lyset fra dette område begyndte sin rejse til os da Universet blot var en tiendedel af sin nuværende alder.

De enkelte galakser i denne tætte kosmiske trafikprop er starburst galaxies, hvor der foregår intens stjernedannelse, og nyopdagelsen af den tætte gruppe her, gør den til den mest aktive region, som nogensinde er observeret i det tidlige Univers. Der dannes tusindvis af stjerner her hvert år - og til sammenligning dannes der blot en stjerne årligt i vores egen Mælkevej.

Oteos hold opdagede et lignende samlingsområde, som består af ti støvrige galakser, også med intens stjernedannelse. Det har fået øgenavnet "den støvede røde kerne", fordi lyset fra det er meget rødt. Opdagelsen er gjort med ALMA og APEX.

Iván Oteo forklarer hvorfor disse objekter er så uventede: "Udbrud af stjernedannelse i støvfyldte områder har vi ment havde en relativt kort levetid, fordi sådanne områder forbruger deres indhold af gasarter med stor hastighed. På ethvert tidspunkt og i ethvert hjørne af Universet er den slags galakser almindeligvis et mindretal. Så derfor er det meget forunderligt her at finde masser af støvholdige stjernedannelser, som er igang på samme tid og samme sted, og det er noget, som vi stadig arbejder på at forstå."

Disse galaksehobe under dannelse blev først set som svage lyspletter med South Pole Telescope og Herschel Space Observatory. Opfølgende observationer med ALMA og APEX har vist, at de har en usædvanlig struktur, og har bekræftet, at deres lys er fra en meget tidligere epoke end forventet - blot 1,5 milliarder år efter Big Bang.

De nye observationer i høj opløsning med ALMA har vist, at de to svage lyspletter ikke er enkeltobjekter, men at de faktisk består af henholdsvis fjorten og ti individuelle tunge galakser, som i hvert tilfælde befinder sig indenfor en afstand, som er sammenlignelig med afstanden imellem Mælkevejen og de Magellanske Skyer.

"Disse opdagelser med ALMA er kun spidsen af isbjerget. Yderligere observationer med APEX teleskopet viser, at det virkelige antal af stjernedannende galakser sandsynligvis er tre gange højere. Pågående observationer med instrumentet MUSE på ESOs VLT finder også flere galakser," tilføjer Carlos De Breuck, som er ESOastronom.

De nuværende teoretiske modeller og computersimuleringer viser, at protohobe så store og tunge som disse burde have været meget længere tid om at udvikles. Med data fra ALMA, men den høje opløsning og følsomhed herfra, har forskerne udarbejdet nye og avancerede computermodeller, som gør dem i stand til at studere dannelsen af hobe mindre end 1,5 milliarder år efter Big Bang.

"Det er uforklaret, hvordan denne gruppe af galakser blev så stor så hurtigt. Den blev ikke bygget trinvist op over milliarder af år, sådan som astronomerne havde ventet. Opdagelsen her giver os en fantastisk mulighed for at studere hvordan tunge galakser samlede sig for at danne enorme galaksehobe," siger Tim Miller, som er PhD kandidat fra Yale Universitetet, og som er hovedforfatter til en af artiklerne.

Mere information

Resultaterne her er offentliggjort i to artikler med titlerne “The Formation of a Massive Galaxy Cluster Core at z = 4.3”, af T. Miller et al., i tidsskriftet Nature, og “An Extreme Proto-cluster of Luminous Dusty Starbursts in the Early Universe”, af I. Oteo et al., offentliggjort i Astrophysical Journal.

Millers hold består af: T. B. Miller (Dalhousie University, Halifax, Canada; Yale University, New Haven, Connecticut, USA), S. C. Chapman (Dalhousie University, Halifax, Canada; Institute of Astronomy, Cambridge, UK), M. Aravena (Universidad Diego Portales, Santiago, Chile), M. L. N. Ashby (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), C. C. Hayward (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA; Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, New York, New York, USA), J. D. Vieira (University of Illinois, Urbana, Illinois, USA), A. Weiß (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Tyskland), A. Babul (University of Victoria, Victoria, Canada) , M. Béthermin (Aix-Marseille Université, CNRS, LAM, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Marseille, Frankrig), C. M. Bradford (California Institute of Technology, Pasadena, California, USA; Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, USA), M. Brodwin (University of Missouri, Kansas City, Missouri, USA), J. E. Carlstrom (University of Chicago, Chicago, Illinois USA), Chian-Chou Chen (ESO, Garching, Tyskland), D. J. M. Cunningham (Dalhousie University, Halifax, Canada; Saint Mary’s University, Halifax, Nova Scotia, Canada), C. De Breuck (ESO, Garching, Tyskland), A. H. Gonzalez (University of Florida, Gainesville, Florida, USA), T. R. Greve (University College London, Gower Street, London, UK), Y. Hezaveh (Stanford University, Stanford, California, USA), K. Lacaille (Dalhousie University, Halifax, Canada; McMaster University, Hamilton, Canada), K. C. Litke (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), J. Ma (University of Florida, Gainesville, Florida, USA), M. Malkan (University of California, Los Angeles, California, USA) , D. P. Marrone (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), W. Morningstar (Stanford University, Stanford, California, USA), E. J. Murphy (National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, Virginia, USA), D. Narayanan (University of Florida, Gainesville, Florida, USA), E. Pass (Dalhousie University, Halifax, Canada), University of Waterloo, Waterloo, Canada), R. Perry (Dalhousie University, Halifax, Canada), K. A. Phadke (University of Illinois, Urbana, Illinois, USA), K. M. Rotermund (Dalhousie University, Halifax, Canada), J. Simpson (University of Edinburgh, Royal Observatory, Blackford Hill, Edinburgh; Durham University, Durham, UK), J. S. Spilker (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), J. Sreevani (University of Illinois, Urbana, Illinois, USA), A. A. Stark (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), M. L. Strandet (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Tyskland) and A. L. Strom (Observatories of The Carnegie Institution for Science, Pasadena, California, USA).

Oteoholdet udgøres af: I. Oteo (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, UK; ESO, Garching, Tyskland), R. J. Ivison (ESO, Garching, Tyskland; Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, UK), L. Dunne (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, UK; Cardiff University, Cardiff, UK), A. Manilla-Robles (ESO, Garching, Tyskland; University of Canterbury, Christchurch, New Zealand), S. Maddox (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, UK; Cardiff University, Cardiff, UK), A. J. R. Lewis (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, UK), G. de Zotti (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Padova, Italy), M. Bremer (University of Bristol, Tyndall Avenue, Bristol, UK), D. L. Clements (Imperial College, London, UK), A. Cooray (University of California, Irvine, California, USA), H. Dannerbauer (Instituto de Astrofíısica de Canarias, La Laguna, Tenerife, Spain; Universidad de La Laguna, Dpto. Astrofísica, La Laguna, Tenerife, Spanien), S. Eales (Cardiff University, Cardiff, UK), J. Greenslade (Imperial College, London, UK), A. Omont (CNRS, Institut d’Astrophysique de Paris, Paris, Frankrig; UPMC Univ. Paris 06, Paris, Frankrig), I. Perez–Fournón (University of California, Irvine, California, USA; Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Tenerife, Spanien), D. Riechers (Cornell University, Space Sciences Building, Ithaca, New York, USA), D. Scott (University of British Columbia, Vancouver, Canada), P. van der Werf (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, Nederlandene), A. Weiß (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Tyskland) and Z-Y. Zhang (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, UK; ESO, Garching, Tyskland).

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 ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

Links

• Den ene forskningsartikel (Miller et al.)
• Den anden forskningsartikel (Oteo et al.)
• Fotos af APEX
• Fotos af ALMA

Kontakter

Axel Weiss
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn, Germany
Tel: +49 228 525 273
E-mail: aweiss@mpifr-bonn.mpg.de

Carlos de Breuck
ESO
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6613
E-mail: cdebreuc@eso.org

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 eso1812 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.