Pressemeddelelse
Vi har set en meget fjern galaksehob blive født i det tidlige Univers
29. marts 2023
En gruppe astronomer har opdaget en enorm sky af varm gas i en galaksehob under dannelse omkring den galakse, som kaldes Spiderweb (Edderkoppespindet). Det er det fjerneste, vi indtil nu har opdaget denne slags varme gasser. Galaksehobe er nogle af de største objekter, vi kender til i Universet, og de nye resultater, som offentliggøres idag i tidsskriftet Nature, afslører hvor tidligt i Universets historie disse strukturer begynder at dannes. Opdagelsen er sket med ALMA - Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, som ESO er partner i.
Som navnet antyder indeholder galaksehobe et stort antal galakser - til tider tusindvis. De indeholder også store mængder af "intracluster medium" (ICM), som er gasarter i områderne imellem galakserne i hoben. Faktisk vejer gasserne betragteligt mere end selve galakserne gør tilsammen. Forskerne forstår meget af den fysik, som styrer galaksehobene, men der har til nu kun været få observationer af de tidligste faser i dannelsen af dette ICM.
Indtil nu har man kun studeret ICM i fuldt færdigdannede og nære galaksehobe. Det at kunne registrere ICM i fjerne protohobe - altså galaksehobe, som er under dannelse - vil kunne give forskerne oplysninger om de helt tidlige faser i hobenes dannelse. Et forskerhold ledet af Luca Di Mascolo, som er hovedforfatter til artiklen, som som forsker ved universitetet i Trieste i Italien er lykkedes med at finde ICM i en protohob fra Universets helt tidlige dage.
Galaksehobe er så tunge, at de kan fastholde gasser, som varmes op, når de falder ind imod hobene udefra. "Simuleringer af kosmologien har i et årti forudsagt, at der må findes varm gas i protohobene, men vi har manglet bekræftelsen fra observationer," forklarer Elena Rasia, som forsker ved Italian National Institute for Astrophysics (INAF) i Trieste, og som er medforfatter til artiklen. "I jagten på denne form for vigtige observationelle bekræftelser, har vi omhyggeligt udvalgt en af de mest lovende protohobe." Det drejer sig om Spiderweb-protohoben, som vi ser på et tidspunkt, hvor Universet blot var 3 milliarder år gammelt. På trods af, at det er en protohob, som er blevet mest grundigt observeret, har tilstedeværelsen af ICM været usikker. Det, at man har fundet en stor mængde varm gas i protohoben tyder på, at hoben er på vej til at blive til en rigtig langlivet galaksehob, istedet for at blive spredt ud igen.
Di Mascolos forskerhold har fundet ICM i Spiderweb-protohoben med hjælp af, hvad der kaldet den termiske Sunyaev-Zeldovich-effekt (SZ). Effekten forekommer når lys fra den kosmiske mikrobølgebaggrund - det, som er tilbage af stråling fra Big Bang - passerer igennem ICM. Når denne form for lys vekselvirker med de hurtige elektroner i den varme gas, optager lyset en smule energi, og dermed ændres farven, eller bølgelængden en smule. "I de rette bølgelængder fungerer SZ-effekten så så galaksehoben ses som en skyggevirkning på baggrund af den omgivende kosmiske mikrobølgefordeling," forklarer Di Mascolo.
Ved at udmåle disse skygger i den kosmiske mikrobølgebaggrund kan astronomerne derfor slutte, at den varme gas eksisterer, og man kan anslå dens samlede masse, og kortlægge dens udbredelse. "Takket være den helt usammenligneligt gode opløsningsevne og følsomhed, som ALMA har, er det anlæg det eneste, som for tiden kan foretage disse målinger, når det drejer sig om fjerne forstadier til tunge galaksehobe," siger Di Mascolo.
Astronomerne har fundet, at Spiderwebprotohoben indeholder et enormt lager af varm gas ved en temperatur på nogle få gange ti millioner grader Celcius. Der er tidligere også blevet fundet kold gas i denne protohob, men den varme gas, som er fundet i dette nye observationsprojekt, vejer tusindvis af gange mere. Opdagelsen viser, at Spiderwebprotohoben kan forventes at at blive til en tung galaksehob ved at indsamle mindst ti gange mere stof i løbet af de næste 10 milliarder år.
Tony Mroczkowski, som også er medforfatter, og som arbejder for ESO, forklarer at "systemet her viser store kontraster. Den varme del vil ødelægger meget af den kolde del, efterhånden som systemet udvikler sig, og vi ser, at den langvarige proces er i gang." Han slutter at "det giver os observationel bekræftelse af de teoretiske forudsigelser, som vi har kendt i nogen tid, angående dannelsen af de største objekter i Universet, som tyngdekræfterne holder sammen på."
De nye resultater danner basis for samarbejde imellem ALMA og ESOs kommende Extremely Large Telescope (ELT), og det vil "revolutionere studiet af strukturer af samme slags som Spiderweb," siger Mario Nonino, som er medforfatter og som forsker ved Triestes astronomiske observatorium. ELT og dets kommende nye instrumenter, som for eksempel HARMONI og MICADO, vil kunne se ind i protohobene, og fortælle os om de galakser, som befinder sig i dem i stor detalje. Sammen med ALMAs muligheder for at finde ICM imens det er under dannelse, vil det give os et vigtigt spor til at forstår hvordan nogle af de største strukturer i det tidlige Univers er dannet.
Mere information
Forskningsresultaterne er offentliggjort i en artikel med titlen “Forming intracluster gas in a galaxy protocluster at a redshift of 2.16” i tidsskriftet Nature (doi: 10.1038/s41586-023-05761-x)
Forskerholdet består af Luca Di Mascolo (Astronomy Unit, University of Trieste, Italien [UT]; INAF – Osservatorio Astrofisico di Trieste, Italien [INAF Trieste]; IFPU – Institute for Fundamental Physics of the Universe, Italien [IFPU]), Alexandro Saro (UT; INAF Trieste; IFPU; INFN – Sezione di Trieste, Italien [INFN]), Tony Mroczkowski (European Southern Observatory, Tyskland [ESO]), Stefano Borgani (UT; INAF Trieste; IFPU; INFN), Eugene Churazov (Max-Planck-Institute für Astrophysik, Tyskland; Space Research Institute, Russia), Elena Rasia (INAF Trieste; IFPU), Paolo Tozzi (INAF – Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italien), Helmut Dannerbauer (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spanien; Universidad de La Laguna, Spanien), Kaustuv Basu (Argel ander Institute for Astronomy, University of Bonn, Tyskland), Christopher L. Carilli (National Radio Astronomy Observatory, USA), Michele Ginolfi (ESO; Dipartimento di Fisica e Astronomia, University of Florence, Italien), George Miley (Leiden Observatory, Leiden University, Nederlandene), Mario Nonino (UT), Maurilio Pannella (UT; INAF Trieste; IFPU), Laura Pentericci (INAF – Osservatorio Astronomico di Roma, Italien), Francesca Rizzo (Cosmic Dawn Center, Danmark; Niels Bohr Institutet, Danmark)
ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, er et internationalt astronomisk observatorium, med ESO, US National Science Foundation (NSF) og National Institutes of Natural Sciences (NINS) i Japan i samarbejde med Chile. ALMAs finansieres af ESO (Det europæiske sydobservatorium), NSF i samarbejde med Canadas National Research Council og National Science Council (NSTC) i Taiwan, og af NINS i samarbejde med Academia Sinica i Taiwan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).
Opbygning og drift af ALMA styres af ESO på vegne af medlemstaterne, af National Radio Observatory ved Associated Universities, Inc. på vegne af Nordamerika og af National Astronomical Observatory i Japan på vegne af Østasien. Organisationen Joint ALMA Observatory, JAO står for den fælles ledelse og styring af konstruktion og drift af ALMA.
Links
- Forskningsartiklen
- Fotos af ALMA
- Find ud af mere om ESOs Extremely Large Telescope
- For journalister: du kan abonnere på vore pressemeddelelser under embargo og på dit eget sprog
- For forskere: har du en god historie, så giv os et tip
Kontakter
Luca Di Mascolo
University of Trieste
Trieste, Italy
E-mail: luca.dimascolo@units.it
Tony Mroczkowski
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6174
E-mail: tony.mroczkowski@eso.org
Alexandro Saro
University of Trieste
Trieste, Italy
E-mail: asaro@units.it
Juan Carlos Muñoz Mateos
ESO Media Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6176
E-mail: press@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
Om pressemeddelelsen
Pressemeddelelse nr.: | eso2304da |
Navn: | Spiderweb Galaxy |
Type: | Early Universe : Cosmology : Morphology : Large-Scale Structure |
Facility: | Atacama Large Millimeter/submillimeter Array |
Science data: | 2023Natur.615..809D |
Our use of Cookies
We use cookies that are essential for accessing our websites and using our services. We also use cookies to analyse, measure and improve our websites’ performance, to enable content sharing via social media and to display media content hosted on third-party platforms.
ESO Cookies Policy
The European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) is the pre-eminent intergovernmental science and technology organisation in astronomy. It carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities for astronomy.
This Cookies Policy is intended to provide clarity by outlining the cookies used on the ESO public websites, their functions, the options you have for controlling them, and the ways you can contact us for additional details.
What are cookies?
Cookies are small pieces of data stored on your device by websites you visit. They serve various purposes, such as remembering login credentials and preferences and enhance your browsing experience.
Categories of cookies we use
Essential cookies (always active): These cookies are strictly necessary for the proper functioning of our website. Without these cookies, the website cannot operate correctly, and certain services, such as logging in or accessing secure areas, may not be available; because they are essential for the website’s operation, they cannot be disabled.
Functional Cookies: These cookies enhance your browsing experience by enabling additional features and personalization, such as remembering your preferences and settings. While not strictly necessary for the website to function, they improve usability and convenience; these cookies are only placed if you provide your consent.
Analytics cookies: These cookies collect information about how visitors interact with our website, such as which pages are visited most often and how users navigate the site. This data helps us improve website performance, optimize content, and enhance the user experience; these cookies are only placed if you provide your consent. We use the following analytics cookies.
Matomo Cookies:
This website uses Matomo (formerly Piwik), an open source software which enables the statistical analysis of website visits. Matomo uses cookies (text files) which are saved on your computer and which allow us to analyze how you use our website. The website user information generated by the cookies will only be saved on the servers of our IT Department. We use this information to analyze www.eso.org visits and to prepare reports on website activities. These data will not be disclosed to third parties.
On behalf of ESO, Matomo will use this information for the purpose of evaluating your use of the website, compiling reports on website activity and providing other services relating to website activity and internet usage.
Matomo cookies settings:
Additional Third-party cookies on ESO websites: some of our pages display content from external providers, e.g. YouTube.
Such third-party services are outside of ESO control and may, at any time, change their terms of service, use of cookies, etc.
YouTube: Some videos on the ESO website are embedded from ESO’s official YouTube channel. We have enabled YouTube’s privacy-enhanced mode, meaning that no cookies are set unless the user actively clicks on the video to play it. Additionally, in this mode, YouTube does not store any personally identifiable cookie data for embedded video playbacks. For more details, please refer to YouTube’s embedding videos information page.
Cookies can also be classified based on the following elements.
Regarding the domain, there are:
- First-party cookies, set by the website you are currently visiting. They are stored by the same domain that you are browsing and are used to enhance your experience on that site;
- Third-party cookies, set by a domain other than the one you are currently visiting.
As for their duration, cookies can be:
- Browser-session cookies, which are deleted when the user closes the browser;
- Stored cookies, which stay on the user's device for a predetermined period of time.
How to manage cookies
Cookie settings: You can modify your cookie choices for the ESO webpages at any time by clicking on the link Cookie settings at the bottom of any page.
In your browser: If you wish to delete cookies or instruct your browser to delete or block cookies by default, please visit the help pages of your browser:
Please be aware that if you delete or decline cookies, certain functionalities of our website may be not be available and your browsing experience may be affected.
You can set most browsers to prevent any cookies being placed on your device, but you may then have to manually adjust some preferences every time you visit a site/page. And some services and functionalities may not work properly at all (e.g. profile logging-in, shop check out).
Updates to the ESO Cookies Policy
The ESO Cookies Policy may be subject to future updates, which will be made available on this page.
Additional information
For any queries related to cookies, please contact: pdprATesoDOTorg.
As ESO public webpages are managed by our Department of Communication, your questions will be dealt with the support of the said Department.