Komunikat prasowy

Dawny gwiezdny pył rzuca światło na pierwsze gwiazdy

Najdalszy obiekt zaobserwowany przez ALMA

8 marca 2017

Astronomowie użyli ALMA do wykrycia olbrzymiej masy świecącego gwiezdnego pyłu w galaktyce z okresu gdy Wszechświat miał zaledwie cztery procent swojego obecnego wieku. Galaktyka ta jest obserwowana krótko po jej uformowaniu się i jest najdalszą galaktyką, w której wykryto pył. Są to także obserwacje najbardziej odległego tlenu we Wszechświecie. Wyniki dostarczają nowego spojrzenia na narodziny i wybuchową śmierć pierwszych gwiazd.

Międzynarodowy zespół astronomów, którym kierował Nicolas Laporte z University College London, użył Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) do obserwacji A2744_YD4, najmłodszej i najdalszej galaktyki widzianej przez ALMA. Naukowcy byli zaskoczeni, iż ta młoda galaktyka zawiera dużo międzygwiazdowego pyłu — pyłu powstałego w wyniku śmierci wcześniejszej generacji gwiazd.

Dalsze obserwacje przy pomocy instrumentu X-shooter na należącym do ESO teleskopie VLT potwierdziły ogromną odległość do A2744_YD4. Galaktykę widzimy w stadium, gdy Wszechświat miał zaledwie 600 milionów lat i był podczas okresu, w którym formowały się pierwsze gwiazdy i galaktyki [1].

A2744_YD4 jest nie tylko najdalszą galaktyką zaobserwowaną do tej pory przez ALMA,” komentuje Nicolas Laporte, „ale detekcja tak dużej ilości pyłu wskazuje, że wczesne supernowe już musiały zanieczyścić tę galaktykę”.

Kosmiczny pył jest zbudowany głównie z krzemu, węgla i aluminium, w małych ziarnach mierzących milionowe części centymetra. Chemiczne pierwiastki w tych ziarnach są wykuwane w gwiazdach i rozprzestrzenianie w kosmosie gdy gwiazdy te umierają, zwykle spektakularnie podczas wybuchów supernowych, czyli końcowego losu żyjących krótko gwiazd masywnych. Obecnie pyłu jest mnóstwo i jest kluczowym elementem w powstaniu gwiazd, planet i złożonych cząsteczek, jednak we wczesnym Wszechświecie — zanim umarła pierwsza generacja gwiazd — występował rzadko.

Obserwacje zapylonej galaktyki A2744_YD4 były możliwe dzięki temu, iż znajduje się za masywną gromadą galaktyk Abell 2744 [2]. Ponieważ zjawisko zwane soczewkowaniem grawitacyjnym, w którym gromada działa niczym gigantyczny kosmiczny teleskop, powiększający bardziej odległą A2744_YD4 o 1,8 razy, pozwoliła naukowcom zajrzeć daleko we wczesny Wszechświat.

Obserwacje ALMA wykryły także w A2744_YD4 świecącą emisję od zjonizowanego tlenu. Jest to najdalszy, czyli także najwcześniejszy, tlen wykryty we Wszechświecie. Pobił inny wynik ALMA z 2016 r.

Wykrycie pyłu we wczesnym Wszechświecie dostarcza nowych informacji o tym, kiedy eksplodowały pierwsze supernowe, a tym samym także kiedy pierwsze gorące gwiazdy skąpały Wszechświat w świetle. Ustalenie czasu tego „kosmicznego świtu” jest jednym z głównych wyzwań współczesnej astronomii i może być pośrednio badane przy pomocy analiz własności wczesnego pyłu międzygwiazdowego.

Grupa badawcza szacuje, że A2744_YD4 zawiera ilość pyłu odpowiadającą 6 milionom mas Słońca, natomiast całkowita gwiazdowa masa — masa wszystkich gwiazd w galaktyce — to 2 miliardy mas Słońca. Naukowcy zmierzyli także tempo procesów gwiazdotwórczych w A2744_YD4 i ustalili, iż jest to 20 mas Słońca na rok — w porównaniu z zaledwie jedną masą Słońca rocznie w Drodze Mlecznej [3].

Takie tempo nie jest nietypowe dla tak odległej galaktyki, ale rzuca nowe światło na to, jak szybko uformował się pył w A2744_YD4,” wyjaśnia Richard Ellis (ESO oraz University College London), współautor badań. Co znaczące, potrzeba było zaledwie około 200 milionów lat zatem jesteśmy świadkami widoku galaktyki krótko po jej uformowaniu się.”

Oznacza to, że znaczące procesy gwiazdotwórcze rozpoczęły się około 200 milionów lat przed epoką, z której obserwujemy galaktykę. Dostarcza to wspaniałej szansy dla ALMA do wspomożenia badań nad erą, w której pierwsze gwiazdy i galaktyki „włączyły się” — najwcześniejszej epoki zbadanej do tej pory. Nasze Słońce, nasza planeta i nasze istnienie są produktem — po 13 miliardach lat później — tej pierwsze generacji gwiazd. Badając ich formowanie się, życie i śmierć, sprawdzamy nasze pochodzenie.

Dzięki ALMA widoki na dokonywanie głębszych i szerszych obserwacji podobnych galaktyk we wczesnych czasach są bardzo obiecujące” mówi Ellis.

Natomiast Laporte podsumowuje: Dalsze pomiary tego typu oferują ciekawą perspektywę śledzenia powstawania wczesnych gwiazd i tworzenia cięższych pierwiastków chemicznych jeszcze dawniej we wczesnym Wszechświecie.”

Uwagi

[1] Czas ten odpowiada przesunięciu ku czerwieni z=8,38, podczas epoki wtórnej jonizacji.

[2] Abell 2744 jest masywnym obiektem położonym 3,5 miliarda lat od nas (przesunięcie ku czerwieni z = 0,308), co do którego uważa się, że jest wynikiem zderzenia czterech mniejszych gromad galaktyk. Nazwano go Gromadą Pandora, ponieważ w ciągu około 350 milionów lat zdarzyło się tam wiele dziwnym i różnych zjawisk wywołanych gigantyczną kolizją. Galaktyki stanowią zaledwie 5% masy gromady, podczas gdy ciemna materia aż 75%, powodując silny grawitacyjny wpływ potrzebny do uginania i powiększania światła galaktyk tła. Uważa się, iż pozostałe 25% całkowitej masy jest w formie gorącego gazu.

[3] Tempo to oznacza, że łączna masa gwiazd formowanych każdego roku odpowiada 20 masom Słońca.

Więcej informacji

Wyniki badań opisano w artykule pt. „Dust in the Reionization Era: ALMA Observations of a z =8.38 Gravitationally-Lensed Galaxy”, Laporte et al., który ukaże się w The Astrophysical Journal Letters.

Skład zespołu badawczego: N. Laporte (University College London, Wielka Brytania), R. S. Ellis (University College London, Wielka Brytania; ESO, Garching, Niemcy), F. Boone (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), Tuluza, Francja), F. E. Bauer (Pontificia Universidad Católica de Chile, Instituto de Astrofísica, Santiago, Chile), D. Quénard (Queen Mary University of London, Londyn, Wielka Brytania), G. Roberts-Borsani (University College London, Wielka Brytania), R. Pelló (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), Tuluza, Francja), I. Pérez-Fournon (Instituto de Astrofísica de Canarias, Teneryfa, Hiszpania; Universidad de La Laguna, Teneryfa, Hiszpania) oraz A. Streblyanska (Instituto de Astrofísica de Canarias, Teneryfa, Hiszpania; Universidad de La Laguna, Teneryfa, Hiszpania).

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) jest międzynarodowym kompleksem badawczym w ramach partnerstwa pomiędzy ESO, U.S. National Science Foundation (NSF) oraz National Institutes of Natural Sciences (NINS) of Japan, we współpracy z Chile. ALMA jest finansowana przez ESO w imieniu Krajów Członkowskich, przez NSF we współpracy z National Research Council of Canada (NRC) i National Science Council of Taiwan (NSC) oraz przez NINS we współpracy z Academia Sinica (AS) na Tajwanie i Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

Budowa i zarządzanie ALMA są kierowane przez ESO w imieniu Krajów Członkowskich, przez National Radio Astronomy Observatory (NRAO), zarządzane przez Associated Universities, Inc. (AUI), w imieniu Ameryki Północnej oraz przez National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) w imieniu Azji Wschodniej. Joint ALMA Observatory (JAO) umożliwia zunifikowane kierowanie i zarządzanie budową, testowaniem i działaniem ALMA.

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Wspiera je 16 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop E-ELT (European Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.

Linki

Kontakt

Nicolas Laporte
University College London
United Kingdom
Tel.: +44 2 035 495 802
Tel. kom.: +44 7452 807 591
E-mail: n.laporte@ucl.ac.uk

Richard Ellis
ESO
Garching bei München, Germany
Tel.: +44 7885 403334
Tel. kom.: +49 151 629 56829
E-mail: rellis@eso.org

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Tel. kom.: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych

Jest to tłumaczenie Komunikatu prasowego ESO eso1708

O komunikacie

Komunikat nr:eso1708pl
Nazwa:A2744_YD4
Typ:Early Universe : Galaxy
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2017ApJ...837L..21L

Zdjęcia

Artist’s impression of the remote dusty galaxy A2744_YD4
Artist’s impression of the remote dusty galaxy A2744_YD4
Po angielsku
ALMA and Hubble Space Telescope views of the distant dusty galaxy A2744_YD4
ALMA and Hubble Space Telescope views of the distant dusty galaxy A2744_YD4
Po angielsku

Filmy

ESOcast 99 Light: ALMA rzuca światło na pierwze gwiazdy (4K UHD)
ESOcast 99 Light: ALMA rzuca światło na pierwze gwiazdy (4K UHD)
Artist’s impression of dust formation by supernovae in A2744_YD4
Artist’s impression of dust formation by supernovae in A2744_YD4
Po angielsku
Zooming in on the young dusty galaxy A2744_YD4
Zooming in on the young dusty galaxy A2744_YD4
Po angielsku

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.

You can manage your cookie preferences and find out more by visiting 'Cookie Settings and Policy'.

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.

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
csrftoken
XSRF protection token. We use this cookie to protect against cross-site request forgery attacks.
1st party
Stored
1 year
user_privacy
Your privacy choices. We use this cookie to save your privacy preferences.
1st party
Stored
6 months
_grecaptcha
We use reCAPTCHA to protect our forms against spam and abuse. reCAPTCHA sets a necessary cookie when executed for the purpose of providing its risk analysis. We use www.recaptcha.net instead of www.google.com in order to avoid unnecessary cookies from Google.
3rd party
Stored
6 months

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.

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
Settings
preferred_language
Language settings. We use this cookie to remember your preferred language settings.
1st party
Stored
1 year
ON | OFF
sessionid
ESO Shop. We use this cookie to store your session information on the ESO Shop. This is just an identifier which is used on the server in order to allow you to purchase items in our shop.
1st party
Stored
2 weeks
ON | OFF

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.

ON | OFF

Matomo cookies settings:

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
Settings
_pk_id
Stores a unique visitor ID.
1st party
Stored
13 months
_pk_ses
Session cookie temporarily stores data for the visit.
1st party
Stored
30 minutes
_pk_ref
Stores attribution information (the referrer that brought the visitor to the website).
1st party
Stored
6 months
_pk_testcookie
Temporary cookie to check if a visitor’s browser supports cookies (set in Internet Explorer only).
1st party
Stored
Temporary cookie that expires almost immediately after being set.

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.