Lehdistötiedote

Massiivisimpien nykygalaksien hurja nuoruus

Dramaattinen mustien aukkojen keskeyttämä tähtienmuodostus

25. tammikuuta 2012

Tähtitieteilijäryhmä on löytänyt tähän mennessä vahvimman linkin varhaisen maailmankaikkeuden voimakkaimpien tähtienmuodostusryöppyjen ja tämän päivän massiivisimpien galaksien välillä käyttäen APEX-teleskooppia. Varhaisen maailmankaikkeuden dramaattista tähtienmuodostusta pursuavien galaksien uusien tähtien muodostus pysähtyi keskenkaiken, jättäen ne nykyään massiivisiksi - mutta passiivisiksi - ikääntyvien tähtien täyttämiksi galakseiksi. Tähtitieteilijöillä on myös todennäköinen syyllinen tähtienmuodostuksen äkilliseen loppumiseen: supermassiivisten mustien aukkojen ilmaantuminen.

Tähtitieteilijät ovat yhdistäneet havaintoja ESO:n hallinnoiman 12-metrisen APEX-teleskoopin (Atacama Pathfinder Experiment) [1] LABOCA-kameralta mittauksiin, joita on tehty ESO:n VLT-teleskoopilla, NASA:n Spitzer-avaruusteleskoopilla ja muilla havaintolaitteilla, tutkiakseen kuinka etäiset galaksit ovat keräytyneet yhteen ryhmiksi ja joukoiksi.

Mitä tiiviimmin galaksit ovat keskittyneet, sitä massiivisempia ovat niiden pimeän aineen halot, jotka ovat suurimman osan galaksin massasta muodostamaa näkymätöntä materiaalia. Uudet tulokset ovat kaikkein tarkimmat milloinkaan tälle galaksityypille tehdyt kasautumismääritykset.

Galaksit ovat niin kaukana, että niiden valolta on kestänyt suunnilleen kymmenen miljardia vuotta saavuttaa meidät. Niinpä näemme ne sellaisina kuin ne olivat noin kymmenen miljardia vuotta sitten [2]. Varhaisesta maailmankaikkeudesta tekemissämme havainnoissa galaksit käyvät läpi intensiivisintä, tähtiryöpyksi kutsuttua tähtienmuodostusta.

Mittaamalla galakseja ympäröivien pimeän aineen halojen massan ja käyttämällä tietokonesimulaatioita tutkimaan kuinka nämä halot kasvavat ajan myötä, tähtitieteilijät havaitsivat, että nämä varhaisen maailmankaikkeuden tähtiryöppygalaksit muodostuvat aikanaan jättimäisiksi elliptisiksi galakseiksi - nykyisen maailmankaikkeuden kaikkein massiivisimmiksi galakseiksi. 

"Tämä on ensimmäinen kerta, kun olemme kyenneet osoittamaan tämän selvän linkin varhaisen maailmankaikkeuden kaikkein energeettisimpien tähtiryöppygalaksien ja tämän päivän massiivisimpien galaksien välillä," selittää Ryan Hickox (Dartmouth College, USA ja Durhamin yliopisto, Iso-Britannia), ryhmän johtava tutkija. 

Lisäksi uudet havainnot viittaavat siihen, että kirkkaat tähtiryöpyt näissä etäisissä galakseissa kestävät vaivaiset 100 miljoonaa vuotta - hyvin lyhyen aikaa kosmologisesssa mittakaavassa - ja silti tässä lyhyessä ajassa ne ehtivät kaksinkertaistaa galaksien tähtien lukumäärän. Tämän nopean kasvun yht'äkkinen loppu on toinen luku galaksien historiassa, jota tähtitieteilijät eivät vielä aivan täysin ymmärrä. 

"Me tiedämme, että massiiviset elliptiset galaksit lopettivat tähtienmuodostuksen melko äkkiä pitkä aika sitten ja ovat nyt passiivisia. Ja tiedemiehet pohtivat, mikä voisi olla riittävän tehokas sammuttaakseen kokonaisen galaksin tähtienmuodostuksen," sanoo Julie Wardlow (University of California at Irvine, USA ja Durhamin yliopisto, Iso-Britannia), tutkimusryhmän jäsen. 

Ryhmän tulokset tarjoavat mahdollisen selityksen: kosmoksen kehityksen siinä vaiheessa tähtiryöppygalaksit ovat kasautuneet hyvin samalla tavalla kuin kvasaarit, mikä viittaa siihen, että ne ovat samojen pimeän aineen halojen sisällä. Kvasaarit ovat maailmankaikkeuden suurienergiaisimpien kohteiden joukossa. Ne ovat galaktisia majakoita, jotka säteilevät intensiivisesti, keskustoissaan olevien supermassiivisten mustien aukkojen toimiessa voimanlähteinä. 

On lisääntyvää todistusaineistoa siitä, että kiivaat tähtiryöpyt tarjoavat voiman myös kvasaareissa syöttäen valtavia määriä materiaalia mustaan aukkoon. Kvasaarit puolestaan säteilevät voimakkaita energiapurskeita, joiden ajatellaan puhaltavan pois galaksissa jäljellä olevan kaasun - uusien tähtien raaka-aineen - ja tämä sammuttaa tehokkaasti tähtienmuodostusvaiheen. 

"Lyhyesti, galaksien kiivaan tähtienmuodostuksen suuruuden päivät myös johtavat ne tuhon tielle syöttämällä keskustoissaan olevaa jättimäistä mustaa aukkoa, joka sitten nopeasti puhaltaa pois tai tuhoaa tähtiä muodostavat kaasupilvet," selittää David Alexander (Durhamin yliopisto, Iso-Britannia), tutkimusryhmän jäsen.

Lisähuomiot

[1] Halkaisijaltaan 12-metrinen APEX-teleskooppi sijaitsee Chajnantorin tasangolla Chilen Andien aluskukkuloilla. APEX on ALMA:n (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array) suunnannäyttäjä. ALMA on uusi, mullistava teleskooppi, jota ESO yhdessä kansainvälisten kumppaniensa kanssa rakentaa ja käyttää. Myös ALMA sijaitsee Chajnantorissa. APEX perustuu ALMA-projektin yksittäiseen prototyyppiantenniin. Nämä kaksi teleskooppia täydentävät toisiaan; esimerkiksi APEX voi etsiä uusia kohteita laajalta alueelta taivasta ja ALMA voi puolestaan tutkia niitä suurella tarkkuudella. APEX on Radiotähtitieteen Max Planck -instituutin (MPIfR), Onsalan avaruusobservatorion (OSO) ja ESO:n yhteistyöhanke.

[2] Nämä etäiset galaksit tunnetaan alimillimetrigalakseina. Ne ovat hyvin kirkkaita galakseja etäisessä maailmankaikkeudessa, jossa tähtienmuodostus on voimakasta. Tästä äärimmäisestä etäisyydestä johtuen niiden tähtien valon kuumentamista tomuhiukkasista lähtevä infrapunavalo punasiirtyy pitemmille aallonpituuksille ja siten tomuisat galaksit nähdään parhaiten valon alimillimetriaallonpituuksilla.

Lisätietoa

Tämä tutkimus julkaistaan tieteelliesssä artikkelissa julkaisusarjan Monthly Notices of the Royal Astronomical Society numerossa 26. tammikuuta 2012.

Euroopan eteläinen observatorio (ESO) viettää vuonna 2012 perustamisensa 50-vuotisjuhlaa. ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 15 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, vallankumouksellisen ALMA-teleskoopin eurooppalainen yhteistyökumppani. Parhaillaan ESO suunnittelee 40-metrin kokoluokan optisen/lähi-infrapuna-alueen European Extremely Large -teleskooppia (E-ELT) josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Kansainvälinen tähtitieteen laitos ALMA on Euroopan, Pohjois-Amerikan ja Itä-Aasian kumppanuushanke yhdessä Chilen tasavallan kanssa. ALMA:n rakennustöitä ja käyttöä johtaa Euroopan puolesta ESO, Pohjois-Amerikan puolesta Kansallinen radiotähtitieteen observatorio (NRAO) ja Itä-Aasian puolesta Japanin kansallinen tähtitieteen observatorio (NAOJ). Yhteinen ALMA-observatorio (JAO) tarjoaa ALMA:n rakentamisen, käyttöönoton ja käytön yhteisen johtamisen ja hallinnoinnin.

Linkit

• Tutkimusjulkaisu
• Tietoja APEX-teleskoopista
• APEX-teleskooppiin liittyviä kuvia

Yhteystiedot

Ryan Hickox
Dartmouth College
Hanover, New Hampshire, USA
Puh.: +1 603 646 2962
Sähköposti: ryan.c.hickox@dartmouth.edu

Douglas Pierce-Price
ESO ALMA/APEX Public Information Officer
Garching, Germany
Puh.: +49 89 3200 6759
Sähköposti: dpiercep@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media

Tämä on ESO:n lehdistötiedotteen käännös eso1206.