eso2013da — Pressemeddelelse

Ultrafjern lookalike til Mælkevejen fundet med ALMA

Galaksen er forvrænget, så den ligner en lysring på himlen

12. august 2020

Da Universet var kun 1,4 milliarder år ungt lyste en pæn og regelmæssig galakse op, og sendte sit lys den 12 milliarder lysår lange vej til os idag. I Chile har ALMA fanget lyset, og den fjerne galakse ligner vores egen; Mælkevejen i forbavsende grad, fortæller astronomerne. Det var ellers forventet, at det tidlige Univers var meget kaotisk, og alle de unge galakser var turbulente og ustabile. Opdagelsen med ALMA - Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, som ESO, og dermed Danmark har part i, giver os ny viden om Universets ungdom.

 

"Resultatet her er et gennembrud indenfor forskningsområdet galaksedannelse. Det viser, at de strukturer, som vi ser i nære spiralgalakser og i vores egen Mælkevej allerede var på plads for 12 milliarder år siden," siger Francesca Rizzo, som er PhD-studerende fra Max Planck-Instituttet for Astrofysik i Tyskland. Hun er førsteforfatter på en artikel, som offentliggøres idag i tidsskriftet Nature. Den galakse, som astronomerne har studeret; bland venner kaldet SPT0418-47 ser ikke ud til at have spiralarme, men den har ihvertfald to andre egenskaber, som også er typiske for Mælkevejen: en roterende skive, og en bule i midten, hvor en stor mængde stjerner er samlet tæt. Det her er første gang, der er observeret en sådan central bule så tidligt i Universets historie, og dermed får SPT0418-47 retten til at kalde sig den fjerneste lookalike til Mælkevejen, som vi endnu har fundet.

"Den største overraskelse var, at denne galakse faktisk ligner de nære galakser ganske meget, for det er i modsætning til vore forventninger fra modelberegninger og tidligere ikke så detaljerede observationer," siger medforfatter Filippo Fraternali fra Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen i Nederlandene. I det tidlige Univers var de unge galakser stadig under dannelse, så forskerne havde forventet, at de var kaotiske i struktur, og manglede de velordnede detaljer, som er typiske for mere modne galakser som Mælkevejen.

Studiet af fjerne galakser som SPT0418-47 er grundliggende for vores forståelse af, hvordan galakserne blev dannet og udviklede sig. Denne galakser er så langt væk, at vi ser den som den så ud, da Universet bare var 10% af den alder, som det har nu, og lyset fra den har brugt 12 milliarder år på at nå os på Jorden. Her er vi tilbage til en tid, hvor disse babygalakser bare lige var begyndt på deres udvikling.

På grund af den store afstand, er detaljerede observationer selv med de kraftigste teleskoper næsten umulige, fordi galakserne ser små og svagtlysende ud. Det problem har forskerholdet her klaret ved at bruge en forholdsvis nær galakse som et kraftigt forstørrelsesglas - den effekt, som kaldes en gravitationslinse. Det har gjort det muligt at kigge med ALMA tilbage i den fjerne fortid med hidtil ukendt detaljerigdom.

En gravitationslinse betyder, at tyngdekræfterne fra den nære galakse forvrænger og afbøjer lyset fra den fjernere galakse, så den kommer til at se forvrænget, men også forstørret ud.

I dette tilfælde viser billedet af den fjerne galakse sig forvrænget til en næsten perfekt lysring

 om den nære galakse, fordi de ligger næsten perfekt på linie set fra os. Forskerholdet har så fra det forvrængede billede med en ny computermodelleringsteknik rekonstrueret den fjerne galakses sande form, og også gasarternes bevægelse i den ud fra de data, som ALMA har optaget. "Da jeg første gang så det rekonstruerede billede af SPT0418-47 kunne jeg ikke tro det. Det var som at åbne en skatkiste," siger Rizzo.

"Det, vi har fundet, er ret så underligt: selvom der dannes massevis af stjerner i galaksen, og der derfor foregår processer med et meget højt energiniveau, så er SPT0418-47 den mest velordnede galakseskive, som nogensinde er fundet i det tidlige Univers," forklarer Simon Vegetti, som også er fra Max Planck Institute for Astrophysics. "Resultatet er ganske uventet, og det har vigtige følger for vores opfattelse af, hvordan galakserne udvikler sig." Astronomerne bemærker dog, at selvom SPT0418-47 har en skive og andre detaljer, som ligner de spiralgalakser, som vi ser idag, så forventer de, at denne her vil udvikle sig til en galakse, som bliver meget anderledes end Mælkevejen - den bliver en elliptisk galakse ligsom dem, der findes idag i Universet på lige fod med spiralgalakserne.

Denne uventede opdagelse antyder, at det tidlige Univers måske ikke var så kaotisk, som tidligere ment, og det åbner for mange spørgsmål om, hvordan en velordnet galakse har kunnet dannes så tidligt efter Big Bang. Opdagelsen her med ALMA følger op på en tidligere opdagelse, som blev publiceret i maj, af en tung roterende skive, som er fundet i samme afstand. Vi kan se SPT0418-47 i finere detaljer takket være linseeffekten, og det, at den har en bule i midten ud over skiven gør, at den mere ligner Mælkevejen end den, som tidligere er studeret.

I fremtiden vil forskerne forsøge at finde ud af, hvor typiske disse babygalakser er, og om de almindeligvis er mindre kaotiske end forudset. Med ESOs kommende Extremely Large Telescope vil astronomerne få nye muligheder for at finde ud af mere om galaksernes udvikling.

Mere information

 

Forskningsresultaterne her bliver offentliggjort i tidsskriftet Nature i form at en artikel med titlen “A dynamically cold disk galaxy in the early Universe” (doi: 10.1038/s41586-020-2572-6).

Forskerholdet består af F. Rizzo (Max Planck Institute for Astrophysics, Garching, Tyskland [MPA]), S. Vegetti (MPA), D. Powell (MPA), F. Fraternali (Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Nederlandene), J. P. McKean (Kapteyn Astronomical Institute and ASTRON, Netherlands Institute for Radio Astronomy), H. R. Stacey (MPA, Kapteyn Astronomical Institute and ASTRON, Netherlands Institute for Radio Astronomy) og S. D. M. White (MPA).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. Australien er med som strategisk partner. 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. På Paranal kommer ESO i fremtiden til også at drive Cherenkov Telescope Array South, som bliver Verdens største og mest følsomme gammastråleobservatorium. ESO er en af de største partnere i APEX og 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

 

·       Forskningsartiklen i sin helhed

Kontakter

Ole J. Knudsen
ESON-Danmark, Stellar Astrophysics Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: 87155597
Mobil: 40594520
Email: eson-denmark@eso.org

Francesca Rizzo
Max Planck Institute for Astrophysics
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 30000 2216
Email: frizzo@MPA-Garching.MPG.DE

Simona Vegetti
Max Planck Institute for Astrophysics
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 30000 2285
Email: svegetti@MPA-Garching.MPG.DE

Filippo Fraternali
Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen
Groningen, the Netherlands
Tel: +31-(0)50-3634055
Email: fraternali@astro.rug.nl

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
Email: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso2013 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.

Om pressemeddelelsen

Pressemeddelelse nr.:eso2013da
Navn:SPT0418-47
Type:Local Universe : Cosmology : Phenomenon : Lensing
Early Universe : Galaxy : Type : Spiral
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array

Billeder

Linseforvrænget billede af SPT0418-47
Linseforvrænget billede af SPT0418-47
Rekonstrueret billede af  SPT0418-47
Rekonstrueret billede af SPT0418-47
Gassernes bevægelse i SPT0418-47
Gassernes bevægelse i SPT0418-47

Videoer

ESOcast 228 Light: ALMA Sees Most Distant Milky Way Look-alike
ESOcast 228 Light: ALMA Sees Most Distant Milky Way Look-alike
Sådan foregår gravitationslinsen med den fjerne galakse SPT0418-47 (diagramform)
Sådan foregår gravitationslinsen med den fjerne galakse SPT0418-47 (diagramform)
SPT0418-47: fra forvrænget linsebillede til rekonstrueret billede
SPT0418-47: fra forvrænget linsebillede til rekonstrueret billede

Se også...