eso2101nb — Pressemelding

ALMA avbilder fjern, døende galakse mens den mister evnen til å danne nye stjerner

11. januar 2021

Galakser begynner å «dø» når de slutter å danne stjerner. Fram til nå har astronomer aldri klart å observere starten på denne prosessen i en fjern galakse. Men ved hjelp av Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA), der European Southern Observatory (ESO) er en partner, har astronomer sett en galakse kaste ut nesten halvparten av sin stjernedannende gass. Denne utkastingen skjer med en oppsiktsvekkende hastighet, tilsvarende 10 000 solmasser med gass per år. Galaksen mister raskt drivstoffet for å lage nye stjerner. Forskningsteamet mener at denne spektakulære hendelsen ble utløst av en kollisjon med en annen galakse, noe som kan føre til at astronomer må tenke nytt om hvordan galakser slutter å danne nye stjerner.

«Dette er første gang vi har observert en typisk massiv, stjernedannende galakse i det fjerne universet som er i ferd med å ‘dø’ på grunn av en enorm, kald gassutkasting», sier Annagrazia Puglisi, hovedforsker av den nye studien, fra Durham University i Storbritannia, og Saclay Nuclear Research Centre (CEA-Saclay) i Frankrike. Galaksen, ID2299, er fjern nok til at lyset tar omtrent ni milliarder år å nå oss – vi ser dermed galaksen da universet bare var 4,5 milliarder år gammelt.

Utkastingen av gass skjer med en hastighet som tilsvarer 10 000 solmasser per år, og fjerner forbløffende 46 % av den kalde gassen fra ID2299. Fordi galaksen også danner stjerner veldig raskt, hundrevis av ganger raskere enn Melkeveien, vil den gjenværende gassen fort bli fortært, og stenge av ID2299 på bare noen få titalls millioner år.

Forskningsteamet mener at hendelsen som er ansvarlig for det spektakulære tapet av gass er en kollisjon mellom to galakser, som til slutt smeltet sammen til ID2299. Ledetråden som pekte forskerne mot dette scenariet, var assosiasjonen av utkastet gass med en «tidevannshale». Tidevannshaler er langstrakte strømmer av stjerner og gass som strekker seg ut i det interstellare rommet og som oppstår når to galakser smelter sammen. De er vanligvis for svake til å se i fjerne galakser. Imidlertid klarte teamet å observere en strøm av gass akkurat da den ble sendt ut i verdensrommet, og klarte å identifisere den som en tidevannshale.

De fleste astronomer mener at vind forårsaket av stjernedannelse, og aktiviteten til det svarte hullet i sentrum av massive galakser, er ansvarlig for å skyte stjernedannende materiale ut i rommet, og dermed avslutte galaksenes evne til å lage nye stjerner. Imidlertid antyder den nye studien som ble publisert i dag i Nature Astronomy at galaksesammenslåinger også kan være ansvarlige for å kaste ut stjernedannende materiale ut i verdensrommet.

«Vår studie antyder at utkastingen av gass kan produseres ved sammenslåing, og at vind og tidevannshaler kan fremstå veldig like», sier forfatter av studien, Emanuele Daddi fra CEA-Saclay. På grunn av dette kan det hende at noen av forskningsteamene som tidligere har identifisert vind fra fjerne galakser, faktisk har observert tidevannshaler som kastet gass ut fra dem. «Dette gjøre at vi må endre vår forståelse av hvordan galakser ‘dør'», legger Daddi til.

Puglisi er enig i betydningen av teamets funn, og sa: «Jeg var begeistret for å oppdage en så eksepsjonell galakse! Jeg var ivrig etter å lære mer om dette rare objektet fordi jeg var overbevist om at det var noen viktig å lære om hvor fjerne galakser utvikle seg.»

Denne overraskende oppdagelsen ble gjort ved en tilfeldighet, mens forskningsteamet inspiserte en kartlegging av galakser gjort med ALMA, designet for å studere egenskapene til kald gass i mer enn hundre fjerne galakser. ID2299 hadde blitt observert av ALMA i bare noen få minutter, men det kraftige observatoriet, som ligger nord i Chile, gjorde det mulig for teamet å samle nok data til å oppdage galaksen og dens utkastingshale.

«ALMA har kastet nytt lys over mekanismene som kan stoppe dannelsen av stjerner i fjerne galakser. Å være vitne til en slik massiv forstyrrelseshendelse legger til en viktig brikke i det komplekse puslespillet om galakseutvikling», sier Chiara Circosta, som også bidro til forskningen, fra University College London i  Storbritannia.

I fremtiden kan forskningsteamet bruke ALMA til å gjøre dypere obervasjoner med høyere oppløsninger av denne galaksen, slik at de bedre kan forstå dynamikken til den utkastede gassen. Observasjoner med det fremtidige ESOs Extremely Large Telescope kan gjøre det mulig for teamet å utforske forbindelsene mellom stjernene og gassen i ID2299, og kaste nytt lys over hvordan galakser utvikler seg.

Mer informasjon

Denne studien ble presentert i den vitenskapelige artikkelen «A titanic interstellar medium ejection from a massive starburst galaxy at z=1.4» i tidsskriftet Nature Astronomy (doi: 10.1038/s41550-020-01268-x).

Teamet består av A. Puglisi (Centre for Extragalactic Astronomy, Durham University, Storbritannia og CEA, IRFU, DAp, AIM, Université Paris-Saclay, Université Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, CNRS, Frankrike [CEA]), E. Daddi (CEA), M. Brusa (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna, Italia og INAF-Osservatorio Astronomico di Bologna, Italia), F. Bournaud (CEA), J. Fensch (Univ. Lyon, ENS de Lyon, Univ. Lyon 1, CNRS, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Frankrike), D. Liu (Max Planck Institute for Astronomy, Tyskland), I. Delvecchio (CEA), A. Calabrò (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Italia), C. Circosta (Department of Physics & Astronomy, University College London, Storbritannia), F. Valentino (Cosmic Dawn Center at the Niels Bohr Institute, University of Copenhagen og DTU-Space, Technical University of Denmark, Danmark), M. Perna (Centro de Astrobiología (CAB, CSIC–INTA), Departamento de Astrofísica, Spania og INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italia), S. Jin (Instituto de Astrofísica de Canarias and Universidad de La Laguna, Dpto. Astrofísica, Spania), A. Enia (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Padova, Italia [Padova]), C. Mancini (Padova) og G. Rodighiero (Padova and INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Italia).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 16 land: Belgia, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike, samt vertsnasjonen Chile og med Australia som en strategisk partner. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal har ESO oppført Very Large Telescope og det verdensledende Very Large Telescope Interferometer, samt de to kartleggingsteleskopene VISTA som observerer i infrarødt og VLT Survey Telescope som observerer i synlig lys. ESO er også en viktig partner i to fasiliteter ved Chajnantor, APEX og ALMA, som er nåtidens største astronomiprosjekt. På Cerro Armazones, ikke langt fra Paranal, er ESO i ferd med å bygge Extremely Large Telescope (ELT). Med en speildiameter på 39 meter vil dette bli det største «øye» i verden som ser opp på himmelen.

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) er et internasjonalt samarbeid mellom ESO, det amerikanske National Science Foundation (NSF), National Institutes of Natural Sciences (NINS) i Japan samt vertsnasjonen Chile. ALMA finansieres av ESO på vegne av organisasjonens medlemsland, av NSF i samarbeid med National Research Council (NRC) i Canada og National Science Council (NSC) i Taiwan, og av NINS i samarbeid med Academia Sinica (AS) i Taiwan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). Byggingen og driften av ALMA ledes av ESO på vegne av organisasjonens medlemsland, av National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som styres av Associated Universities Inc. (AUI), på vegne av Nord-Amerika, og av National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) på vegne av Øst-Asia. Joint ALMA Observatory (JAO) står for den overordnede ledelse og administrasjon av byggefasen, oppstart og drift av ALMA.

Linker

Kontakter

Maria Hammerstrøm (oversetter & norsk pressekontakt)
Universitetet i Oslo
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Annagrazia Puglisi
Centre for Extragalactic Astronomy, Durham University
Durham, United Kingdom
E-post: annagrazia.puglisi@durham.ac.uk

Emanuele Daddi
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Saclay, France
E-post: edaddi@cea.fr

Chiara Circosta
Department of Physics & Astronomy, University College London
London, UK
E-post: c.circosta@ucl.ac.uk

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6670
Mob.: +49 151 241 664 00
E-post: pio@eso.org

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso2101 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso2101nb
Navn:ID2299
Type:Early Universe : Galaxy
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2021NatAs...5..319P

Bilder

Illustrasjon av galaksen ID2299
Illustrasjon av galaksen ID2299