Pressmeddelande

ALMA undersöker skivgalaxers våldsamma ursprung

Svar på varför galaxer som Vintergatan är så vanliga i universum

17 september 2014

Sedan flera decennier har forskare trott att när galaxer krockar brukar det bli elliptiska galaxer som skapas. Nu kommer för första gången direkta bevis på att galaxer som smälter samman istället kan bilda skivformade galaxer, och en sådan utgång är dessutom vanlig. Det överraskande forskningsresultatet, från ett internationellt forskarlag som använt ALMA tillsammans med en rad andra radioteleskop, kan förklara varför spiralgalaxer som Vintergatan är så vanliga i universum.

De överraskande observationerna har gjorts av en internationell forskningsgrupp som leds av Junko Ueda, postdoktor finansierad av Japan Society for the Promotion of Science. I vår del av universum – mellan 40 och 600 miljoner ljusår från jorden – slutar de flesta kollisioner mellan galaxer med att så kallade skivgalaxer bildas. Till skillnad från elliptiska galaxer kännetecknas skivgalaxer av pannkaksformade områden av stoft och gas. Bland skivgalaxerna ingår både  linsformade galaxer och spiralgalaxer som Vintergatan.

Sedan en tid tillbaka har forskare varit överens om att när två skivgalaxer smälter samman bildar de så småningom en galax med elliptisk form. Under dessa våldsamma växelverkningar ökar galaxerna i massa, tack vare att de går samman eller äter upp varandra. Över lång tid ändrar de också form och omvandlas från en typ av galax till en annan.

På 1970-talet förutspådde datorsimuleringar att en elliptisk galax skulle skapas när två jämförbara skivgalaxer gick samman. Enligt dessa beräkningar borde de flesta galaxer i dagens universum vara just elliptiska, men det står i konflikt med observationer som visar att fler än 70 procent av galaxer faktiskt är skivgalaxer. Nyare beräkningar visar däremot att även skivgalaxer kan skapas när galaxer kolliderar.

För att identifiera vilken form galaxer får efter ett sammangående studerade forskargruppen gasfördelningen i 37 galaxer som befinner sig i slutskeden av en sådan process. Med hjälp av teleskopet ALMA (Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array) och flera andra radioteleskop [1] observerade de strålning från kolmonoxid (CO), ett kännetecken för gasmoln där molekyler är vanligt förekommande.

Forskarnas projekt, som är den hittills största studien av molekylär gas i galaxer, ger unika insikter i hur Vintergatan en gång kan ha bildats. Av galaxkollisionerna i studien kännetecknades nästan alla av pannkaksformade områden med molekylär gas, vilka tolkas som att de är skivgalaxer i vardande. Ueda förklarar:

– För första gången finns observationellt bevis för sammansmältande galaxer med skivgalaxer som en möjlig slutpunkt. Detta är ett stort och oväntat steg för att förstå gåtan med hur skivgalaxer föds, säger han.

Ändå finns mycket mer kvar att upptäcka, menar Junko Ueda.

– Nu måste vi börja rikta in oss på hur stjärnor bildas i dessa skivor av gas. Vidare behöver vi titta längre ut, mot det avlägsna universum. Vi vet att de flesta galaxer i detta mer avlägsna kosmos också har skivor. Däremot vet vi ännu inte om det är galaxers sammangåenden som ligger bakom eller om de bildas när kall gas gradvis faller in mot galaxen. Kanske har vi hittat en mekanism som gäller generellt under hela universums historia, säger han.

Noter

[1] Mätningarna gjordes med följande teleskop: ALMA; CARMA (Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy), en uppställning av 23 parabolantenner i för millimetervågor i Kalifornien; Submillimeter Array, en uppställning av åtta parabolantenner på Mauna Kea, Hawaii; Plateau de Bure-interferometern; 45-metersteleskopet vid NAOJ:s radioobservatorium i Nobeyama; det 12-metersteleskopet vid USA:s National Radio Astronomy Observatory; det 14-metersteleskopet vid USA:s Five College Radio Astronomy Observatory; det 30-metersteleskopet vid IRAM. Dessutom kompletterades dessa av observationer gjorda med SEST (Swedish-ESO Submillimeter Telescope).

Mer information

ALMA är en internationell anläggning för astronomi och är ett samarbete mellan Europa, Nordamerika och Ostasien i samverkan med Chile. I Europa stöds ALMA av ESO, i Nordamerika av US National Science Foundation (NSF) i samarbete med Kanadas National Research Council (NRC) samt av Taiwans Nationella vetenskapsråd (NSC), i Ostasien av Nationella instituten för naturvetenskap (NINS) i Japan i samarbete med Academia Sinica (AS) i Taiwan. Bygget och driften av ALMA leds för Europas del av ESO, för Japan av Nationella astronomiska observatoriet i Japan (NAOJ) och för Nordamerika av National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som drivs av Associated Universities, Inc. (AUI). Joint ALMA Observatory (JAO) ger gemensam ledning och gemensam organisation för bygget, driftsättning och drift av ALMA.

Forskningsresultaten publiceras i tidskriften Astrophysical Journal Supplement (augusti 2014) i artikeln "Cold Molecular Gas in Merger Remnants. I. Formation of Molecular Gas Discs" av J. Ueda, m. fl.

I forskningsteamet ingår Junko Ueda (JSPS-postdoktor/Japans nationella astronomiska observatorium NAOJ), Daisuke Iono (NAOJ/Graduate University for Advanced Studies [Sokendai]), Min S. Yun (University of Massachusetts), Alison F. Crocker (University of Toledo), Desika Narayanan (Haverford College), Shinya Komugi (Kogakuin University/ NAOJ), Daniel Espada (NAOJ/Sokendai/Joint ALMA Observatory), Bunyo Hatsukade (NAOJ), Hiroyuki Kaneko (Tsukubas universitet), Yoichi Tamura (Tokyos universitet), David J. Wilner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), Ryohei Kawabe (NAOJ/ Sokendai/Tokyos universitet) och Hsi-An Pan (Hokkaidos universitet/Sokendai/NAOJ)

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 15 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop: VISTA, som observerar infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop, samt VST, det största teleskopet som konstruerats för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO bidrar dessutom till ALMA, ett revolutionerande astronomiskt teleskop och världens hittills största astronomiska projekt. ESO planerar för närvarande bygget av det europeiska extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartikeln på arXiv.org

Kontakter

Junko Ueda
JSPS postdoctoral fellow/NAOJ
Tel: +88 422 34 3117
E-post: junko.ueda@nao.ac.jp

Lars Lindberg Christensen
Head of ESO ePOD
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6761
Mobil: +49 173 3872 621
E-post: lars@eso.org

Masaaki Hiramatsu
NAOJ Chile Observatory EPO officer
Tel: +88 422 34 3630
E-post: hiramatsu.masaaki@nao.ac.jp

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1429 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.