Pressmeddelande

Mest avlägsna galaxen med roterande skiva funnen

7 oktober 2024, Skurup

Astronomer har upptäckt den mest avlägsna Vintergatsliknande galaxen hittills. Galaxen, som har beteckningen REBELS-25, ser lika välordnad ut som dagens galaxer, trots att vi ser den vid en tidpunkt då universum bara var 700 miljoner år gammalt. Den välordnade strukturen är förvånande då unga galaxer enligt vår nuvarande förståelse borde vara mer kaotiska. Rotationen och strukturen hos REBELS-25 avslöjades med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), där European Southern Observatory (ESO) är en partner.

De galaxer vi ser idag har utvecklats drastiskt jämfört med de kaotiska, oformliga motsvarigheter som astronomer vanligtvis observerar i det tidiga universum. "Enligt vår förståelse av galaxbildningen förväntar vi oss att de flesta tidiga galaxer är små och ser oordnade ut", säger Jacqueline Hodge, astronom vid Leiden University, Nederländerna, och medförfattare till studien.

Dessa oformliga, tidiga galaxer smälter så småningom samman med varandra och utvecklas till jämnare former i en otroligt långsam takt. Dagens teorier tyder på att en galax som är lika välordnad som vår egen Vintergata - en roterande skiva med välordnade strukturer som spiralarmar - måste ha utvecklats under flera miljarder års tid. Detektionen av REBELS-25 är därför en utmaning för denna tidsskala.

I studien, som har accepterats för publicering i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, fann astronomerna att REBELS-25 är den mest avlägsna och kraftigt roterande skivgalaxen som hittills har upptäckts. Det ljus som når oss från denna galax sändes ut när universum bara var 700 miljoner år gammalt – endast fem procent av universums nuvarande ålder (13,8 miljarder år) – varför  REBELS-25:s ordnade rotation var helt oväntad. "Att se en galax med sådana likheter med vår egen Vintergata, som är starkt rotationsdominerad, utmanar vår förståelse av hur snabbt galaxerna i det tidiga universum utvecklades till de ordnade galaxer vi ser i dagens kosmos", säger Lucie Rowland som är doktorand vid Leidenuniversitet och huvudförfattare till studien.

REBELS-25 upptäcktes av samma forskargrupp under tidigare observationer med ALMA, som ligger i Chiles Atacamaöknen. Det var då en spännande upptäckt som indikerade att galaxen kunde rotera, men vinkelupplösningen var inte tillräckligt hög för att kunna dra säkra slutsatser. För att tydligt urskilja galaxens struktur och rörelser utförde forskarna uppföljningsobservationer med ALMA vid en högre upplösning, vilket bekräftade dess rekordartade karaktär. "ALMA är det enda existerande teleskopet med den känslighet och upplösning som krävs för att uppnå detta", säger Renske Smit, forskare vid Liverpool John Moores University i Storbritannien och medförfattare till studien.

Överraskande nog antyder även observationerna att galaxen har mer utvecklade egenskaper som liknar Vintergatans, som en central stav och spiralarmar, men fler observationer kommer att behövas för att bekräfta detta. "Att hitta ytterligare bevis på mer utvecklade strukturer skulle vara en spännande upptäckt, eftersom det skulle vara den mest avlägsna galaxen med sådana strukturer som observerats hittills", säger Rowland.

I kombination med andra upptäckter av tidiga roterande galaxer kan framtida observationer av REBELS-25 potentiellt förändra vår förståelse av den tidiga galaxbildningen och utvecklingen av universum som helhet.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i artikeln “REBELS-25: Discovery of a dynamically cold disc galaxy at z=7.31” som publiceras i tidskriften Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Observationerna genomfördes inom ramen för ALMA Large Program REBELS: Reionization Era Bright Emission Lines Survey.

Forskarlaget utgörs av L. E. Rowland (Leiden Observatory, Leiden University, Nederländerna [Leiden]), J. Hodge (Leiden), R. Bouwens (Leiden), P. M. Piña (Leiden), A. Hygate (Leiden), H. Algera (Astrophysical Science Center, Hiroshima University, Japan [HASC]; National Astronomical Observatory of Japan, Japan), M. Aravena (Núcleo de Astronomía, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chile), R. Bowler (Jodrell Bank Centre for Astrophysics, University of Manchester, Storbritannien), E. da Cunha (International Centre for Radio Astronomy Research, University of Western Australia, Australien; ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions), P. Dayal (Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Nederländerna), A. Ferrara (Scuola Normale Superiore, Italien [SNS]), T. Herard-Demanche (Leiden), H. Inami (HASC), I. van Leeuwen (Leiden), I. de Looze (Sterrenkundig Observatorium, Ghent University, Belgien), P. Oesch (Department of Astronomy, University of Geneva, Schweiz; Cosmic Dawn Center, Danmark), A. Pallottini (SNS), S. Phillips (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Storbritannien [LJMU]), M. Rybak (Faculty of Electrical Engineering, Delft University of Technology, Nederländerna; Leiden; Netherlands Institute for Space Research, Nederländerna), S. Schouws (Leiden), R. Smit (LJMU), L. Sommovigo (Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, USA), M. Stefanon (Departament d’Astronomia i Astrofísica, Universitat de València, Spanien; Grupo de Astrofísica Extragaláctica y Cosmología, Universitat de València, Spanien), P. van der Werf (Leiden).

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) är en internationell astronomisk anläggning som drivs i partnerskap mellan ESO, National Science Foundation (NSF, USA) och National Institutes of Natural Sciences (NINS, Japan), tillsammans med Chile. ALMA finansieras av ESO genom dess medlemsstater, av NSF i samarbete med National Research Council of Canada (NRC) och National Science and Technology Council (NSTC) i Taiwan, och av NINS i samarbete med Academia Sinica (AS) i Taiwan och Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). Konstruktionen och driften av ALMA leds av ESO för dess medlemsstater, av National Radio Astronomy Observatory (NRAO) genom Associated Universities, Inc. (AUI) för Nordamerika, och av National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) för Östasien. Joint ALMA Observatory (JAO) står för övergripande ledning och organisation under konstruktionen, driftsättningen och driften av ALMA.

Europeiska sydobservatoriet (ESO) möjliggör för astronomer världen över att utforska universums mysterier. Vi designar, konstruerar och driver markbaserade observatorier av yppersta världsklass – som astronomer använder för att besvara spännande och utmanande frågor och för att sprida astronomisk kunskap – och driver internationella samarbeten inom astronomin. ESO startade som en mellanstatlig organisation 1962 och har i dag 16 medlemsländer (Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike), tillsammans med Chile som värdland och Australien som en strategisk partner. ESO:s högkvarter och besökscenter med planetarium, ESO Supernova, ligger nära München i Tyskland, medan teleskopen är placerade i Atacamaöknen i Chile, en unik plats för astronomiska observationer. ESO driver tre observatorier i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope och Very Large Telescope Interferometer, liksom kartläggningsteleskop som VISTA. Vid Paranal kommer även ESO att placera och driva Cherenkov Telescope Array South, världens största och känsligaste gammastrålningsteleskop. Tillsammans med internationella partners driver ESO de två anläggningarna APEX och ALMA på Chajnantorplatån som observerar himlen i millimeter- och submillimetervåglängder. Vid Cerro Armazones, nära Paranal, bygger vi för närvarande ESO:s Extremely Large Telescope, ”världens största öga mot himlen”. Från kontoret i Santiago, Chile, stödjer vi verksamheten i landet och samverkar med det chilenska samhället och våra samarbetspartners.

Länkar

• Forskningsartikel
• Foton på ALMA
• För journalister: Prenumerera på pressmeddelanden under embargo på svenska
• För astronomer: Berätta om din forskning!

Kontakter

Lucie Rowland
Leiden Observatory, University of Leiden
Leiden, The Netherlands
Tel: +31 71 527 2727
E-post: lrowland@strw.leidenuniv.nl

Jacqueline Hodge
Leiden Observatory, University of Leiden
Leiden, The Netherlands
Tel: +31 71 527 8450
E-post: hodge@strw.leidenuniv.nl

Renske Smit
Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University
Liverpool, UK
Tel: +44-151-231-2922
E-post: R.Smit@ljmu.ac.uk

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-post: press@eso.org

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 eso2415 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.