Lehdistötiedote

ALMA:n tutkimat kiekkogalaksien rajut syntymät

Uudet havainnot selittävät miksi Linnunradan kaltaiset galaksit ovat niin yleisiä maailmankaikkeudessa

17. syyskuuta 2014

Vuosikymmenten ajan tiedemiehet ovat olettaneet, että galaksien yhteensulautumiset johtavat yleensä elliptisten galaksien muodostumiseen. ALMA:a ja joukkoa muita radioteleskooppeja käyttäneet tutkijat ovat nyt ensimmäistä kertaa havainneet suoria todisteita, että yhteen sulautuvat galaksit muodostavatkin kiekkogalakseja ja että tämä on itse asiassa perin yleistä. Tämä yllättävä tulos saattaa selittää miksi maailmankaikkeudessa on niin paljon Linnunradan kaltaisia spiraaligalakseja.

Japanin tieteenedistämisseuran tutkijatohtori Junko Uedan johtama kansainvälinen tutkijaryhmä on tehnyt yllättäviä havaintoja, joiden mukaan useimmat läheisen maailmankaikkeuden — 40–600 miljoonaa valovuotta Maapallosta — galaksien yhteentörmäykset johtavat niinkutsuttujen kiekkogalaksien muodostumiseen. Linnunradan kaltaiset spiraaligalaksit ja linssimäiset galaksit käsittävät kiekkogalaksit ovat ohukaisten muotoisia tomun ja kaasun alueita, jotka erottuvat elliptisten galaksien luokasta.

On jo jonkin aikaa yleisesti hyväksytty, että yhdistyvät kiekkogalaksit muodostavat ennen pitkää ellipsin muotoisia galakseja. Näiden rajujen vuorovaikutusten aikana galaksit eivät vain kasvata massaansa yhtyessään tai syödessään toisiaan, mutta myös niiden muoto muuttuu kosmisten aikaskaalojen aikana ja siten myös niiden luokitus muuttuu.

Tietokonesimulaatiot 1970-luvulla ennustivat, että kahden yhtäläisen kiekkogalaksin yhteensulautuminen tuottaisi elliptisen galaksin. Simulaatiot ennustavat, että suurin osa galakseista on nykyään elliptisiä. Tämä on ristiriidassa havaintojen kanssa. Niiden mukaan yli 70% galakseista on itse asiassa kiekkogalakseja. Tuoreemmat simulaatiot ovat kuitenkin ennustaneet, että törmäykset tuottavat myös kiekkogalakseja.

Tunnistaakseen galaksien lopulliset muodot yhteensulautumisten jälkeen havainnoin tutkimusryhmä tutki kaasun jakautumista 37 galaksissa, jotka ovat yhteensulautumisen loppuvaiheissa. ALMA-teleskooppia (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array) sekä monia muita radioteleskooppeja [1] käytettiin molekylaarisesta kaasusta kielivän, hiilimonoksidista (CO) lähtevän säteilyn havaitsemiseksi.

Tutkimusryhmän tutkimus on laajin tähänastinen galakseissa olevan molekylaarisen kaasun tutkimus ja tarjoaa ainutlaatuisen näkemyksen siitä kuinka Linnunrata on saattanut muodostua. Heidän tutkimuksensa paljasti, että lähes kaikissa yhteensulautumissa esiintyy ohkaisen muotoinen molekylaarisen kaasun alue ja siten ne ovat tekeillä olevia kiekkogalakseja. Ueda selittää: "Ensimmäistä kertaa meillä on näyttöä havainnoista yhteensulautuvista galakseista, jotka saattavat muodostaa kiekkogalakseja. Tämä on suuri ja odottamaton askel kohti kiekkogalaksien syntymän mysteerin ymmärtämistä."

Kaikesta huolimatta on yhä paljon löydettävää. Ueda lisäsi: "Meidän täytyy alkaa keskittyä tähtien muodostumiseen näissä kaasukiekoissa. Lisäksi meidän tulee katsoa kauemmas etäisempään maailmankaikkeuteen. Me tiedämme, että suurimmalla osalla etäisemmän maailmankaikkeuden galakseista on myös kiekko. Me emme kuitenkaan vielä tiedä ovatko galaksien yhteensulautumiset vastuussa niistä vai ovatko ne muodostuneet kylmän kaasun vajotessa hiljalleen galaksiin. Kenties olemme löytäneet yleisen mekanismin, joka pätee kautta koko maailmankaikkeuden historian."

Lisähuomiot

[1] Havaintoaineistoa kerryttivät ALMA, Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy (23 paraboliantennista koostuva millimetrialueen teleskooppijärjestelmä Kaliforniassa), Submillimeter Array (8 paraboliantennista koostuva alimillimetrialueen teleskooppijärjestelmä Mauna Kean observatoriolla Havaijilla), Plateau de Bure Interferometer, NAOJ Nobeyaman radio-observatorion 45-metrinen radioteleskooppi, Yhdysvaltain Kansallisen radiotähtitieteen observatorion 12-metrinen teleskooppi, Yhdysvaltain Five College -radiotähtitieteen observatorion 14-metrinen teleskooppi, IRAM:in 30-metrinen teleskooppi ja lisäksi Swedish-ESO Submillimeter Telescope.

Lisätietoa

Atacama Large Millimetre/submillimetre Array (ALMA) on yhteistyöhanke johon osallistuvat Eurooppa, Pohjois-Amerikka ja Itä-Aasia yhteistyössä Chilen kanssa. ALMA:a rahoittavat Euroopassa Euroopan eteläinen observatorio (ESO), Pohjois-Amerikassa Yhdysvaltain kansallinen tiedesäätiö (NSF) yhteistyössä Kanadan kansallisen tutkimusneuvoston (NRC) ja Taiwanin kansallisen tiedeneuvoston (NSC) kanssa, ja Itä-Aasiassa Japanin kansalliset luonnontieteelliset instituutit (NINS) yhteistyössä Taiwanin Academia Sinican (AS) kanssa. ALMA:n rakentamista ja toimintaa ohjaa Euroopan osalta ESO, Pohjois-Amerikan osalta Kansallinen radiotähtitieteen observatorio (NRAO), jota hallinnoi Associated Universities, Inc. (AUI), ja Itä-Aasian osalta Japanin Kansallinen tähtitieteellinen observatorio (NAOJ). Yhteinen ALMA-observatorio (JAO) huolehtii ALMA:n rakentamisen, kokoonpanon ja operaation yhtenäisestä johdosta ja hallinnoinnista.

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa "Cold Molecular Gas in Merger Remnants. I. Formation of Molecular Gas Discs", jonka kirjoittivat Ueda et al. Julkaisu ilmestyy julkaisusarjan The Astrophysical Journal Supplement elokuun 2014 numerossa.

Tutkimusryhmään kuuluvat Junko Ueda (JSPS:n tutkijatohtori/National Astronomical Observatory of Japan [NAOJ]), Daisuke Iono (NAOJ/The Graduate University for Advanced Studies [SOKENDAI]), Min S. Yun (Massachusettsin yliopisto), Alison F. Crocker (Toledon yliopisto), Desika Narayanan (Haverford College), Shinya Komugi (Kogakuin University/NAOJ), Daniel Espada (NAOJ/SOKENDAI/Joint ALMA Observatory), Bunyo Hatsukade (NAOJ), Hiroyuki Kaneko (Tsukuban yliopisto), Yoichi Tamura (Tokion yliopisto), David J. Wilner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), Ryohei Kawabe (NAOJ/ SOKENDAI/Tokion yliopisto) ja Hsi-An Pan (Hokkaidon yliopisto/SOKENDAI/NAOJ).

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 39-metrin kokoista optisen/lähi-infrapuna-alueen European Extremely Large -teleskooppia (E-ELT) josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Tutkimusjulkaisu Astro-Ph:ssa

Yhteystiedot

Junko Ueda
JSPS postdoctoral fellow/NAOJ
Puh.: +88 422 34 3117
Sähköposti: junko.ueda@nao.ac.jp

Lars Lindberg Christensen
Head of ESO ePOD
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6761
Matkapuhelin: +49 173 3872 621
Sähköposti: lars@eso.org

Masaaki Hiramatsu
NAOJ Chile Observatory EPO officer
Puh.: +88 422 34 3630
Sähköposti: hiramatsu.masaaki@nao.ac.jp

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