Lehdistötiedote

MUSE paljastaa totuuden galaktisen yhteentörmäyksen takana

10. marraskuuta 2014

ESO:n VLT-teleskoopin uusi MUSE-havaintolaite on tuottanut tutkijoiden käyttöön toistaiseksi parhaan kuvan näyttävästä kosmisesta yhteentörmäyksestä. Uudet havainnot paljastavat ensimmäistä kertaa kaasun liikkeen, kun sitä riuhdotaan ulos galaksista ESO 137-001, galaksin kyntäessä suurella nopeudella valtavaa galaksijoukkoa. Tulokset ovat avain pitkäaikaisen arvoituksen ratkaisemiseen eli miksi tähtienmuodostus kytkeytyy pois päältä galaksijoukoissa.

Durhamin yliopiston Extragalactic Astronomy Groupin ja Institute for Computational Cosmologyn tutkija Michele Fumagallin johtama tutkijaryhmä on ensimmäisten joukossa käyttänyt ESO:n VLT-teleskoopin MUSE-havaintolaitetta (Multi Unit Spectroscopic Explorer). Havaitsemalla 200 miljoonan valovuoden etäisyydellä eteläisen taivaan Etelän kolmion tähdistössä sijaitsevaa spiraaligalaksia ESO 137-001 he pystyivät saamaan parhaan kuvan siitä, mitä oikeastaan tapahtuu galaksille sen syöksyessä Norman galaksijoukkoon.

MUSE ei tarjoa tähtitieteilijöille vain kuvaa vaan myös spektrin eli sarjan värejä kutakin kuvan pikseliä kohden. Tutkijat tuottavat tällä havaintolaitteella noin 90 000 spektriä joka kerta katsoessaan kohdetta ja siten taltioivat huikean yksityiskohtaisen havaittavien kohteiden liikkeiden ja muiden ominaisuuksien kartan [1].

ESO 137-001 menettää raaka-aineitaan prosessissa, joka tapahtuu kohteen liikkuessa suurella nopeudella nesteen tai kaasun läpi. Tämä tapahtuu samoin kuin ilman puhaltaessa koiran turkin taakse sen pistäessä päänsä ulos liikkuvan auton ikkunasta. Tässä tapauksessa kaasu on osa valtavaa hyvin ohuen, kuuman kaasun pilveä, joka ympäröi galaksijoukkoa, johon ESO 137-001 syöksyy useiden miljoonien kilometrien nopeudella tunnissa [2].

Galaksi menettää suurimman osan kaasustaan, jota se tarvitsisi uusien nuorten, sinisten tähtien valmistuksen polttoaineeksi. ESO 137-001 on keskellä tätä galaktista muodonmuutosta ja muuntuu sinisestä runsaskaasuisesta galaksista vähäkaasuiseksi punaiseksi galaksiksi. Tiedemiehet esittävät, että havaittu prosessi auttaa ratkaisemaan pitkäaikaisen tieteellisen arvoituksen.

"Yksi nykyaikaisen tähtitieteen päätehtäviä on selvittää kuinka ja miksi joukkojen galaksit kehittyvät sinisistä punaisiksi hyvin lyhyiden ajanjaksojen kuluessa," sanoo Fumagalli. "Saatamme tutkia kuinka tämä tapahtuu havaitsemalla galaksia juuri kun se vaihtuu yhdestä toiseksi."

Tämän kosmisen näytelmän seuraaminen ei kuitenkaan ole mikään hullumpi saavutus. Norman joukko sijaitsee lähellä oman galaksimme, Linnunradan tasoa, joten se on runsaan määrän galaktista tomua ja kaasua piilottama.

Yhteen Chilessä sijaitsevan Paranalin observatorion VLT-teleskoopin 8-metriseen yksikköteleskooppiin kiinnitetyn MUSE:n avulla tiedemiehet saattoivat ei vain havaita galaksissa ja sen ympärillä kaasua vaan he saattoivat myös nähdä kuinka se liikkuu. Uusi havaintolaite on niin tehokas, että yksi tunti havaintoaikaa riitti saamaan aikaiseksi suuren tarkkuuden kuvan galaksista sekä havaitsemaan sen kaasun jakauman ja liikkeet.

Havainnot osoittavat, että galaksin ESO 137-001 ulkolaitamat ovat jo täysin kaasuttomat. Tämä on seurausta siitä, että galaksijoukon miljoonien asteiden lämpötilaan kuumennut kaasu puskee pois galaksin ESO 137-001 viileämmän kaasun sen työntyessä kohti galaksijoukon keskustaa. Näin tapahtuu ensin spiraalihaaroissa, joissa tähdet ja materia ovat levittäytyneet ohuemmin kuin keskustassa ja painovoimalla on vain suhteellisen heikko vaikutus kaasuun. Galaksin keskustassa painovoiman vaikutus on kuitenkin riittävän vahva pitkittämään tätä kosmista köydenvetoa ja kaasua on yhä havaittavissa.

Lopulta galaksin kaikki kaasu on pyyhkäisty pois kirkkaiksi juoviksi galaksin ESO 137-001 perässä, mikä on selvä todiste tästä dramaattisesta ryöstöstä. Galaksista pois repäisty kaasu sekottuu galaksijoukon kuumaan kaasuun ja muodostaa vaikuttavia pyrstöjä, jotka ulottuvat yli 200 000 valovuoden matkalle. Tutkimusryhmä tutki tarkemmin näitä kaasuvirtoja ymmärtääkseen paremmin vuorovaikutuksen aiheuttamaa pyörteisyyttä.

Tästä kaasutöyhdöstä tehdyt uudet MUSE-havainnot osoittavat yllättäen, että kaasu jatkaa kiertämistä samoin kuin galaksissa jopa sen jälkeenkin, kun se on pyyhkäisty ulos avaruuteen. Lisäksi tutkijat kykenivät määrittämään, että galaksin ESO 137-001 tähtien pyöriminen säilyy muuttumattomana. Tämä tarjoaa lisätodisteen sille, että painovoiman sijaan juuri galaksijoukon kaasu on vastuussa galaksin riisumisesta [3].

Matteo Fossati (Universitäts-Sternwarte München ja Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Saksa) sekä yksi tutkimusjulkaisun kirjoittajista päättää: "MUSE:n paljastamien yksityiskohtien avulla pääsemme lähemmäs tällaisissa törmäyksissä tapahtuvien prosessien täyttä ymmärtämistä. Me näemme galaksin ja kaasun liikkeet yksityiskohtaisesti, mikä ei olisi ollut mahdollista ilman uutta ja ainutkertaista MUSE-havaintolaitetta. Nämä ja tulevat havainnot auttavat meitä kehittämään parempia ideoita siitä, mikä pitää käynnissä galaksien evoluutiota."

Lisähuomiot

[1] MUSE on ensimmäinen koskaan 8-metriseen teleskooppiin asennettu suuri yhtenäiskenttäspektrograafi. Vertailun vuoksi aikaisemmissa tutkimuksissa kohteesta ESO 137-001 kasaan saatiin alle 50 spektriä.

[2] NASA:n ja ESA:n Hubblen avaruusteleskooppi on tuottanut näyttävän kuvan tästä kohteesta, mutta toisin kuin MUSE se ei kykene paljastamaan materian liikkeitä.

[3] Mikäli painovoimalla olisi osuutta hajalle repivään prosessiin, tutkijat olisivat olettaneet näkevänsä hajoamisia galaksin sisällä.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa "MUSE sneaks a peek at extreme ram-pressure stripping events. I. A kinematic study of the archetypal galaxy ESO137-001”, joka ilmestyy julkaisusarjan Monthly Notices of the Royal Astronomical Society numerossa 10 November 2014.

Tutkimusryhmään kuuluvat Michele Fumagalli (Extragalactic Astronomy Group and Institute for Computational Cosmology, Durham University, Iso-Britannia), Matteo Fossati (Universitäts-Sternwarte München ja Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Saksa), George K. T. Hau (ESO, Santiago, Chile), Giuseppe Gavazzi (Università di Milano-Bicocca, Italia), Richard Bower (Extragalactic Astronomy Group and Institute for Computational Cosmology, Durham University, Iso-Britannia), Alessandro Boselli (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Ranska) ja Ming Sun (Department of Physics, University of Alabama, USA).

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
• Valokuvia VLT-teleskoopista: http://www.eso.org/public/finland/images/archive/category/paranal/
• Lehdistötiedote MUSE:n ensivalosta
• Hubblen kuvia kohteesta ESO 137-001

Yhteystiedot

Michele Fumagalli
Institute for Computational Cosmology, Durham University
Durham, United Kingdom
Puh.: +44 191 334 3789
Sähköposti: michele.fumagalli@durham.ac.uk

Matteo Fossati
Universitäts-Sternwarte München and Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Munich, Germany
Puh.: +49 89 30000 3890
Sähköposti: mfossati@mpe.mpg.de

Richard Hook
ESO education and Public Outreach Department
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@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