eso1812hu — Tudományos közlemények

Ősi formálódó galaxishalmazok

Az ALMA és APEX kialakulóban lévő hatalmas galaxishalmazokat figyelt meg a korai világegyetemben

2018. április 25.

Az ALMA és APEX távcsövek a világegyetem legmélyére, jelenlegi korának egytizedére a múltba pillantva megfigyelték a legnagyobb kozmikus objektumok keletkezését: fiatal csillagontó galaxisok ütközéseit. A csillagászok úgy képzelték, hogy ezek az események az ősrobbanás után hárommilliárd évvel zajlottak. Így igazán meglepte őket, hogy az új megfigyelések szerint már a világegyetem feleennyi idős korában is tartott ez a folyamat! Ezek a most megfigyelt ősi galaxisrendszerek a feltételezések szerint az ismert világegyetem legnagyobb struktúráit, a galaxishalmazokat építik fel éppen.

Az Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) és az Atacama Pathfinder Experiment (APEX) műszerek segítségével két, Tim Miller (Dalhousie Egyetem, Kanada és Yale Egyetem, USA) illetve Iván Oteo (University of Edinburgh, Egyesült Királyság) által vezetett nemzetközi csillagászcsoport megdöbbentően sűrű galaxistömörüléseket figyeltek meg. Ezek a galaxisok éppen összeolvadóban vannak, hogy létrehozzák egy későbbi hatalmas galaxishalmaz magját.

A megfigyelhető világegyetem sugarának 90%-áig tekintve Miller csoportja az SPT2349-56 katalógusjelű galaxis-protohalmazt tanulmányozta. A galaxisok most megfigyelt fénye akkor indult útjára, mikor a világegyetem kora a jelenleginek csupán egy tizede volt.

Ennek a sűrű kozmikus galaxisbolynak minden egyes tagja csillagontó csillagontó galaxis, így a kis térfogatba koncentrált rendkívül heves csillagkeletkezés révén ez a valaha megfigyelt messze legaktívabb régió a fiatal világegyetemben. Évente több ezer csillag keletkezik ott, szemben a Tejútrendszer évi egy új csillagával.

Az Oteo által vezetett csoport az ALMA és APEX méréseinek kombinálása révén már korábban felfedezett felfedezett egy porban gazdag, tíz csillagontó galaxisból álló csoportot, amit „poros vörös magnak” kereszteltek, tekintettel a tagok rendkívül vörös színére.

"Ezeknek a poros, viharos csillagkeletkezési epizódoknak viszonylag rövid az élettartamuk, mert rendkívüli tempóban fogyasztják a rendelkezésre álló gázt. Éppen ezért bármely időpontban, az Univerzum bármely sarkában ezek a galaxisok ritkák. Így tehát szokatlan az, hogy számos ilyen poros, viharos csillagkeletkezést mutató galaxist találtunk egy időben. Ez mindenképpen további magyarázatra szorul" - kommentálta Iván Oteo a felfedezést.

Ezeket a keletkező galaxishalmazokat halvány fényfoltokként már korábban is látták a South Pole Telescope és a Herschel űrobszervatórium felvételein. Az újabb ALMA és APEX megfigyelései segítségével pedig megállapították a csillagászok, hogy a szerkezetük különleges, valamint megerősítették, hogy a vártnál sokkal fiatalabbak, fényük a világegyetem mindössze 1,5 milliárd éves korából ered.

Az új nagy felbontású ALMA észlelések végül kimutatták, hogy az APEX és Herschel által felfedezett fényfoltok nem egyedi objektumok, hanem valójában tizennégy illetve tíz nagy tömegű galaxis alkotja őket egy olyan kis átmérőjű térrészbe zsúfolódva, hogy az egész elférne a Tejútrendszer és a szomszédos Magellán-felhők között.

„Ezek a felfedezések még csak a jéghegy csúcsát jelentik. Az APEX távcső további mérései arra mutatnak, hogy a csillagontó galaxisok valódi száma talán háromszor több is lehet. Az ESO VLT MUSE műszerével jelenleg is folyó megfigyelések révén szintén további galaxisokat találunk.” – Fűzi hozzá Carlos De Breuck, az ESO csillagásza.

A jelenlegi elméleti és számítógépes modellek szerint az ilyen nagy tömegű protohalmazok kifejlődése sokkal tovább kellene hogy tartson. Az ALMA kiváló felbontású és érzékenységű méréseire támaszkodva a részletes számítógépes szimulációk segítségével a kutatók már 1,5 milliárd évvel az ősrobbanást követő időszakban is tanulmányozhatják a halmazkeletkezést.

„Rejtély, hogy miképp válhatott ilyen gyorsan ilyen naggyá ez a galaxiscsoport. Nem fokozatosan épült fel az évmilliárdok alatt, ahogyan a csillagászok várták volna. Ez a felfedezés nagyszerű lehetőséget nyit arra, hogy kiderítsük, hogyan egyesülnek a nagy tömegű galaxisok, és hogyan hoznak létre hatalmas galaxishalmazokat.” – Magyarázza Tim Miller, a Yale Egyetem doktorjelöltje, az eredményeket bemutató egyik szakcikk vezető szerzője.

További információ

 

A vizsgálatok eredményeit két cikk foglalja össze: Miller et al. „The Formation of a Massive Galaxy Cluster Core at z = 4.3”, közlésre elfogadva a Nature folyóiratban, és  Oteo et al. „An Extreme Proto-cluster of Luminous Dusty Starbursts in the Early Universe”, közlésre elfogadva az Astrophysical Journal folyóiratban.

 

Miller kutatócsoportjának tagjai: T. B. Miller (Dalhousie University, Halifax, Kanada; Yale University, New Haven, Connecticut, USA), S. C. Chapman (Dalhousie University, Halifax, Kanada; Institute of Astronomy, Cambridge, Egyesült Királyság), M. Aravena (Universidad Diego Portales, Santiago, Chile), M. L. N. Ashby (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), C. C. Hayward (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA; Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, New York, New York, USA), J. D. Vieira (University of Illinois, Urbana, Illinois, USA), A. Weiß (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Németország), A. Babul (University of Victoria, Victoria, Kanada) , M. Béthermin (Aix-Marseille Université, CNRS, LAM, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Marseille, Franciaország), C. M. Bradford (California Institute of Technology, Pasadena, California, USA; Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, USA), M. Brodwin (University of Missouri, Kansas City, Missouri, USA), J. E. Carlstrom (University of Chicago, Chicago, Illinois USA), Chian-Chou Chen (ESO, Garching, Németország), D. J. M. Cunningham (Dalhousie University, Halifax, Kanada; Saint Mary’s University, Halifax, Nova Scotia, Kanada), C. De Breuck (ESO, Garching, Németország), A. H. Gonzalez (University of Florida, Gainesville, Florida, USA), T. R. Greve (University College London, Gower Street, London, Egyesült Királyság), Y. Hezaveh (Stanford University, Stanford, California, USA), K. Lacaille (Dalhousie University, Halifax, Kanada; McMaster University, Hamilton, Kanada), K. C. Litke (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), J. Ma (University of Florida, Gainesville, Florida, USA), M. Malkan (University of California, Los Angeles, California, USA) , D. P. Marrone (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), W. Morningstar (Stanford University, Stanford, California, USA), E. J. Murphy (National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, Virginia, USA), D. Narayanan (University of Florida, Gainesville, Florida, USA), E. Pass (Dalhousie University, Halifax, Kanada), University of Waterloo, Waterloo, Kanada), R. Perry (Dalhousie University, Halifax, Kanada), K. A. Phadke (University of Illinois, Urbana, Illinois, USA), K. M. Rotermund (Dalhousie University, Halifax, Kanada), J. Simpson (University of Edinburgh, Royal Observatory, Blackford Hill, Edinburgh; Durham University, Durham, Egyesült Királyság), J. S. Spilker (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), J. Sreevani (University of Illinois, Urbana, Illinois, USA), A. A. Stark (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), M. L. Strandet (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Németország) and A. L. Strom (Observatories of The Carnegie Institution for Science, Pasadena, California, USA).

 

Az Oteo által vezetett csoport tagjai: I. Oteo (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, Egyesült Királyság; ESO, Garching, Németország), R. J. Ivison (ESO, Garching, Németország; Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, Egyesült Királyság), L. Dunne (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, Egyesült Királyság; Cardiff University, Cardiff, Egyesült Királyság), A. Manilla-Robles (ESO, Garching, Németország; University of Canterbury, Christchurch, Új-Zéland), S. Maddox (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, Egyesült Királyság; Cardiff University, Cardiff, Egyesült Királyság), A. J. R. Lewis (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, Egyesült Királyság), G. de Zotti (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Padova, Olaszország), M. Bremer (University of Bristol, Tyndall Avenue, Bristol, Egyesült Királyság), D. L. Clements (Imperial College, London, Egyesült Királyság), A. Cooray (University of California, Irvine, California, USA), H. Dannerbauer (Instituto de Astrofíısica de Canarias, La Laguna, Tenerife, Spanyolország; Universidad de La Laguna, Dpto. Astrofísica, La Laguna, Tenerife, Spanyolország), S. Eales (Cardiff University, Cardiff, Egyesült Királyság), J. Greenslade (Imperial College, London, Egyesült Királyság), A. Omont (CNRS, Institut d’Astrophysique de Paris, Paris, Franciaország; UPMC Univ. Paris 06, Paris, Franciaország), I. Perez–Fournón (University of California, Irvine, California, USA; Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Tenerife, Spanyolország), D. Riechers (Cornell University, Space Sciences Building, Ithaca, New York, USA), D. Scott (University of British Columbia, Vancouver, Kanada), P. van der Werf (Sterrewacht Leiden, Leiden Universiteit, Leiden, Hollandia), A. Weiß (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Németország) and Z-Y. Zhang (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, Egyesült Királyság; ESO, Garching, Németország).

Linkek

Kapcsolat

Axel Weiss
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn, Germany
Telefon: +49 228 525 273
E-mail: aweiss@mpifr-bonn.mpg.de

Carlos de Breuck
ESO
Garching, Germany
Telefon: +49 89 3200 6613
E-mail: cdebreuc@eso.org

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

Connect with ESO on social media

Ez az ESO eso1812 sz. sajtóközleményének fordítása

A sajtóközleményről

Közlemény száma:eso1812hu
Név:SPT2349-56
Típus:Early Universe : Cosmology : Morphology : Large-Scale Structure
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, Atacama Pathfinder Experiment
Instruments:LABOCA
Science data:2018Natur.556..469M
2018ApJ...856...72O

Képek

Fantáziarajz egy ősi galaxis-protohalmazról
Fantáziarajz egy ősi galaxis-protohalmazról
Egy galaxis-protohalmaz az SPT, APEX és ALMA felvételein
Egy galaxis-protohalmaz az SPT, APEX és ALMA felvételein

Videók

ESOcast 157 Light: Ősi galaxiscsoportulás (4K UHD)
ESOcast 157 Light: Ősi galaxiscsoportulás (4K UHD)
Fantáziafilm egy ősi galaxis-protohalmazról
Fantáziafilm egy ősi galaxis-protohalmazról

Tekintse meg