Lehdistötiedote

Kaukaisin kypsä galaksijoukko

Nuori, mutta hämmästyttävän kehittynyt

9. maaliskuuta 2011

Tähtitieteilijät ovat käyttäneet lukuisia kaukoputkia maan päällä ja avaruudessa, näiden mukana ESOn VLT-kaukoputkea Paranal Observatoriossa Chilessä, löytääkseen ja mitatakseen etäisyyden kauimpana olevaan kypsään galaksien joukkoon. Vaikka tämä joukko havaitaan kun Maailmankaikkeus oli vain neljänneksen nykyisestä iästään, silti se näyttää yllättävän samankaltaiselta kuin galaksijoukot nykyisessäkin Maailmankaikkeudessa.

“Olemme mitanneet etäisyyden kaikkein kaukaisimpaan koskaan löydettyyn kypsään galaksijoukkoon”, kertoo ESOn VLT-kaukoputken havaintoja käyttäneen tutkimusartikkelin pääkirjoittaja Raphael Gobat (CEA, Paris), “Hämmästyttävä asia on, että kun katsomme tarkasti tätä galaksijoukkoa niin se ei näytä nuorelta – useat galakseista ovat rauhoittuneita ja eivät muistuta varhaisen maailmankaikkeuden tavallisesti runsaasti tähtiä muodostavia galakseja.”

Galaksijoukot ovat Maaailmankaikkeuden suurimpia rakenteita jotka pysyvät koossa painovoiman vaikutuksesta. Tähtitieteilijät odottavat näiden galaksien joukkojen kasvavan ajan kuluessa ja täten massiiviset joukot olisivat harvinaisia varhaisessa Maailmankaikkeudessa. Vaikka kaukaisempiakin joukkoja on havaittu ne näyttävät olevan nuoria galaksijoukkoja, jotka ovat vielä muodostumassa, eivätkä suinkaan kypsiä jo rauhoittuneita systeemejä.

Kansainvälinen tähtitieteilijöiden ryhmä käytti voimakkaita VIMOS ja FORS2 -havaintolaitteita ESOn VLT-kaukoputkella (Very Large Telescope) mitatakseen etäisyyden möykkyihin oudossa laikussa himmeitä punaisia kohteita, jotka alunperin havaittiin Spitzer avaruuskaukoputkella. Tämä rykelmä, nimeltään CL J1449+0856 [1], täytti kaikki erittäin kaukaisen galaksijoukon merkit [2]. Tulokset osoittivat, että todellakin näimme galaksijoukon sellaisena kuin se oli Maailmankaikkuden ollessa 3 miljardia vuotta vanha – vähemmän kuin neljännes sen nykyisestä iästä [3].

Kun ryhmä sai selville etäisyyden tähän erittäin harvinaiseen kohteeseen katsoivat he tarkemmin sen osa galakseja käyttäen sekä NASA/ESA Hubble avaruusteleskooppia että maan päällä sijaitsevia kaukoputkia, näiden joukossa ESO:n VLT-kaukoputki. He löysivät todisteita jotka viittasivat siihen että suurin osa joukon galakseista ei muodostanut tähtiä, vaan koostui tähdistä jotka olivat jo noin miljardi vuotta vanhoja. Tämä tekee joukosta kypsän kohteen, joka on massaltaan Virgon galaksijoukon luokkaa. Virgon joukko on Linnunrataa lähinnä oleva runsas galaksinen joukko.

Lisätodisteita galaksijoukon kypsyydestä tulee ESAn XMM-Newton avaruuskaukoputken havainnoista CL J1449+0856:sta tulevasta röntgensäteilystä. Galaksijoukosta lähtee röntgensäteilyä jonka täytyy olla peräisin erittäin kuumasta pilvestä ohutta kaasua, joka täyttää avaruuden galaksien välillä ja keskittyy kohti joukon keskustaa. Tämä on myös kypsän hyvin yhdessä painovoiman avulla pysyvän galaksijoukon merkki. Erittäin nuori galaksijoukko ei olisi ehtinyt vielä vangita kuumaa kaasua tällä tavalla.

Kuten Gobat päättää: “Nämä uuden tulokset tukevat sitä  ideaa, että kypsiä galakseja oli olemassa jo silloin kun Maailmankaikkeus oli vähemmän kuin neljännes nykyisestä iästään. Tämänkaltaiset galaksijoukot ovat nykyteorioiden mukaan äärimmäisen harvinaisia ja meillä on ollut onnea, kun olemme havainneet yhden. Mutta jos tulevaisuuden havainnot paljastavat paljon lisää vastaavia galaksijoukkoja, niin meidän käsitystämme varhaisesta Maailmakaikkeudesta on tarkistettava.

Lisähuomiot

[1] Tämä outo nimi viittaa kohteen paikkaan taivaalla.

[2] Galaksit näyttävät kuvissa punaisilta osittain koska niiden oletetaan pääasiassa koostuvan viileistä punaisista tähdistä. Lisäksi Maailmankaikkeuden laajeneminen sen jälkeen kun valo lähti näistä kaukaisista kohteista on lisännyt valon aallonpituutta niin, että se Maan saavuttaessaan havaitaan lähinnä infrapuna-alueella.

[3] Tähtitieteilijät mittasivat galaksijoukon etäisyyden hajoittamalla valon sen eri osaväreihin spektrografissa. Tämän jälkeen he vertasivat näin saatua spektriä samankaltaisten kohteiden spektreihin Maailmankaikkeuden lähiosissa. Näin he pystyivät mittaamaan kaukaisten galaksien punasiirtymän – kuinka paljon Maailmankaikkeus on laajentunut sen jälkeen kun valo lähti galakseista. Punasiirtymäksi saatiin 2.07, joka tarkoittaa että galaksijoukko nähdään noin kolme miljardia vuotta alkuräjähdyksen jälkeen.

Lisätietoa

Tutkimustulokset esitellään artikkelissa, “A mature cluster with X-ray emission at z = 2.07”, R. Gobat et al., julkaisusarjassa Astronomy & Astrophysics

Tutkimusryhmä koostuu seuraavista henkilöistä: R. Gobat (Laboratoire AIM-Paris-Saclay, Ranska), E. Daddi (AIM-Paris), M. Onodera (ETH Zürich, Sveitsi), A. Finoguenov (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Saksa), A. Renzini (INAF–Osservatorio Astronomico di Padova), N. Arimoto (National Astronomical Observatory of Japan), R. Bouwens (Lick Observatory, Santa Cruz, USA), M. Brusa (ETH), R.-R. Chary (California Institute of Technology, USA), A. Cimatti (Università di Bologna, Italia), M. Dickinson (NOAO, Tucson, USA), X. Kong (University of Science and Technology of China), and M.Mignoli (INAF – Osservatorio Astronomico di Bologna, Italia).

ESO, Euroopan eteläinen observatorio, 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, sekä VISTA, maailman suurin kartoitusteleskooppi. ESO on maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, vallankumouksellisen ALMA-teleskoopin eurooppalainen yhteistyökumppani. Parhaillaan ESO suunnittelee 42-metristä optisen/lähi-infrapuna-alueen European Extremely Large -teleskooppia (E-ELT) josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Kuvia VLT:stä

Yhteystiedot

Jari Kotilainen
Suomen ESO-keskus
Piikkiö, Finland
Puh.: +358 (0)2 3338250
Sähköposti: jarkot@utu.fi

Dr Raphael Gobat
Laboratoire AIM-Paris-Saclay, CEA/DSM-CNRS–Université Paris Diderot
Gif-sur-Yvette, France
Puh.: +33 1 69 08 60 01
Sähköposti: raphael.gobat@cea.fr

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Sähköposti: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Tämä on ESO:n lehdistötiedotteen käännös eso1108.