eso1012is — Fréttatilkynning

APEX nær fyrstu nærmyndinni af stjörnumyndunarsvæðum í hinum fjarlæga alheimi

21. mars 2010

Stjörnufræðingar hafa í fyrsta sinn mælt stærð og birtu stjörnumyndunarsvæða í mjög fjarlægri vetrarbraut þökk sé uppgötvun sem gerð var fyrir slysni með APEX sjónaukanum. Vetrarbrautin er svo fjarlæg að ljós hennar hefur verið nærri tíu milljarða ára að berast til okkar. Þyngdarlinsa magnar ljós hennar og gerir okkur kleift að sjá nærmynd af henni sem ella væri óhugsandi. Þessi heppilega uppröðun gerir okkur kleift að sjá mikla hrinu stjörnumyndunar snemma í sögu alheims þegar stjörnur mynduðust hundrað sinnum hraðar en í yngri vetrarbrautum. Greint er frá rannsókninni í tímaritinu Nature.

Stjörnufræðingar voru við rannsóknir á massamikilli vetrarbrautaþyrpingu [1] með Atacama Pathfinder Experiment (APEX) sjónaukanum, sem greinir hálfsmillímetra ljós, þegar þeir komu auga á óþekkta og óvenju bjarta vetrarbraut sem reyndist miklu fjarlægari en þyrpingin og bjartasta vetrarbraut sem sést hefur á hálfsmillímetra sviðinu. Þessa miklu birtu má rekja til ryks í vetrarbrautinni sem glóir þegar ljós frá stjörnum í henni hitar það. Nýju vetrarbrautinni hefur verið gefið nafnið SMM J2135-0102.

„Það kom okkur mjög á óvart að finna svo bjart fyrirbæri á stað sem við áttum ekki von á að sjá það. Við áttuðum okkur fljótt á að um áður óþekkta og mun fjarlægari vetrarbraut var að ræða sem nálægari vetrarbrautaþyrping magnar upp“ segir Carlos de Breuck frá ESO, einn stjörnufræðinganna sem gerði uppgötvunina og var við mælingar með APEX sjónaukanum á Chajnantor sléttunni í 5000 metra hæð í Andesfjöllunum í Chile.

Massamikil vetrarbrautaþyrping í forgrunni magnar ljós SMM J2135-0102 sem veldur því að hún virðist mjög björt. Mikill massi þyrpingarinnar brýtur ljós fjarlægu vetrarbrautarinnar og verkar því eins og þyngdarlinsa [2]. Þyrpingin er eins og sjónauki sem magnar og eykur birtu fjarlægu vetrarbrautarinnar frá okkar sjónarhóli 32-falt.

„Þyngdarlinsan leiðir í ljós ótrúleg smáatriði í vetrarbrautarinni, þótt hún sé svo langt í burtu að ljós hennar hefur verið 10 milljarða ára að berast til okkar“ útskýrir Mark Swinbank frá Durham háskóla, aðalhöfundur greinar um uppgötvunina. „Mælingar sem við gerðum í kjölfarið með Submillimeter Array sjónaukanum gerðu okkur kleift að rannsaka nákvæmlega svæðin þar sem stjörnur voru að myndast í vetrarbrautinni.“

Ljósmögnunin veldur því að hægt er að sjá nokkur hundruð ljósára breið stjörnumyndunarsvæði í vetrarbrautinni sem eru álíka stór og stærstu skýin í Vetrarbrautinni okkar. Ef greina ætti viðlíka smáatriði án hjálpar þyngdarlinsu þyrfti sjónauka á borð við ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) sem er í smíðum á sömu sléttu og APEX. Með þessari uppgötvun hafa stjörnufræðingar því fengið nasasjón af því sem koma skal eftir fáein ár.

Stjörnumyndunarsvæðin í þessari vetrarbraut eru álíka stór og í Vetrarbrautinni okkar en hundrað sinnum bjartari. Það bendir til þess að snemma í sögu hennar hafi stjörnumyndun verið miklu öflugri en í þeim vetrarbrautum sem við sjáum nær okkur í tíma og rúmi. Að mörgu leyti eru skýin í vetrarbrautinni svipuð þéttustu stjörnumyndunarsvæðum í námunda við okkur í geimnum.

„Við áætlum að í SMM J2135-0102 verði til um það bil 250 sólir á ári“ segir de Breuck. „Stjörnumyndun í stórum rykskýjum er ólík því sem við sjáum nálægt okkur í alheiminum en athuganir okkar benda líka til þess að við getum notað svipaða eðlisfræði og í þéttustu stjörnumyndunarsvæðum nálægra vetrarbrauta til að skilja myndun stjarna í þessum fjarlægu vetrarbrautum.“

Skýringar

[1] Vetrarbrautaþyrpingar eru massamestu fyrirbæri alheims sem þyngdarkrafturinn heldur saman. Í þeim eru mörg hundruð til þúsundir vetrarbrauta. Vetrarbrautir telja aðeins einn tíunda af heildarmassa þeirra en stærsti hlutinn, sem er allt að milljón milljarðs (1015) sinnum meiri en massi sólar, er heitt gas og hulduefni. Þyrpingin sem hér um ræðir heitir MACS J2315-010217 (eða MACS J213512.10-010258.5) og er hún í um fjögurra milljarða ljósára fjarlægð.

[2] Almenna afstæðiskenning Alberts Einsteins spáir fyrir um þyngdarlinsuhrif. Vetrarbrautaþyrpingar geta verkað eins og mjög sterk þyngdarlinsa sökum mikils massa og staðsetningar miðað við jörðina sem beygir ljós frá fjarlægari vetrarbrautum í bakgrunni. Massadreifing innan þyrpingarinnar ræður hve mikið eitt og sama fyrirbæri magnast og bjagast og hve bogadregin myndin verður eða hvort margar myndir af sama fyrirbæri verða til.

Frekari upplýsingar

Sagt er frá þessari rannsókn í greininni „Intense star formation within resolved compact regions in a galaxy at z=2.3“ (A. M. Swinbank et al., DOI 10.1038/nature0880) sem birtist á vef Nature í dag.

Í rannsóknarhópnum eru A. M. Swinbank, I. Smail, J. Richard, A. C. Edge og K. E. K. Coppin (Institute for Computational Cosmology, Durham háskóla í Bretlandi), S. Longmore, R. Blundell, M. Gurwell og D. Wilner (Harvard-Smithsonian Center For Astrophysics í Bandaríkjunum), A. I. Harris og L. J. Hainline (Department of Astronomy, University of Maryland í Bandaríkjunum), A.J. Baker (Department of Physics and Astronomy, Rutgers, University of New Jersey í Bandaríkjunum), C. De Breuck, A. Lundgren og G. Siringo (ESO), R. J. Ivison (UKATC og Royal Observatory of Edinburgh í Bretlandi), P. Cox, M. Krips og R. Neri (Institut de Radio Astronomie Millimétrique í Frakklandi), B. Siana (California Institute of Technology í Bandaríkjunum), D. P. Stark (Institute of Astronomy, University of Cambridge í Bretlandi) og J. D. Younger (Institute for Advanced Study í Bandaríkjunum).

Atacama Pathfinder Experiment (APEX) er 12 metra breiður sjónauki á Chajnantor sléttunni í 5100 metra hæð í Andesfjöllunum í Chile. Sjónaukinn nemur millímetra og hálfsmillímetra bylgjulengdir sem er tiltölulega óplægður akur í stjörnufræði því þörf er á góðum mælitækjum og mjög háum og þurrum athugunarstað eins og Chajnantor. APEX er stærsti hálfsmillímetra sjónauki á suðurhveli jarðar og er samstarfsverkefni Max Planck stofnunarinnar í útvarpsstjörnufræði, Onsala Space Observatory og ESO. ESO sér um að starfrækja APEX á Chajnantor. APEX er undanfari ALMA — frumgerð loftnetanna sem smíðuð voru fyrir ALMA sem verður á sömu sléttu. Hann á að finna fjölmörg fyrirbæri sem ALMA kemur til með að kanna nánar.

ESO, European Southern Observatory, stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli, er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og ein öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 14 landa: Austurríkis, Belgíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. Með því að reisa og reka öflugustu stjörnuathugunarstöðvar heims leggur ESO grunninn að mikilvægum uppgötvunum stjörnufræðinga. Í Chile rekur ESO þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og VISTA, stærsta kortlagningarsjónauka (survey telescope) veraldar. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 42 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Reykjavík, Iceland
Farsími: +354-896-1984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Mark Swinbank
Durham University
Durham, United Kingdom
Sími: +44 191 334 3786
Tölvupóstur: a.m.swinbank@durham.ac.uk

Carlos de Breuck
ESO
Garching, Germany
Sími: +49 89 3200 6613 (until 23 March available on +1 626 272 8473, time zone PDT, USA)
Tölvupóstur: cdebreuc@eso.org

Douglas Pierce-Price
ESO
Garching, Germany
Sími: +49 89 3200 6759
Tölvupóstur: dpiercep@eso.org

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1012.
Bookmark and Share

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1012is
Facility:Atacama Pathfinder Experiment
Science data:2010Natur.464..733S

Myndir

Star factories in the distant Universe (artist’s impression)
Star factories in the distant Universe (artist’s impression)
texti aðeins á ensku
Star factories in the distant Universe (artist’s impression)
Star factories in the distant Universe (artist’s impression)
texti aðeins á ensku
Chance discovery reveals star factories in the distant Universe
Chance discovery reveals star factories in the distant Universe
texti aðeins á ensku
The region around SMM J2135-0102 and the galaxy cluster MACS J2135-010217
The region around SMM J2135-0102 and the galaxy cluster MACS J2135-010217
texti aðeins á ensku
The galaxy cluster MACS J2135-010217 lensing SMM J2135-0102
The galaxy cluster MACS J2135-010217 lensing SMM J2135-0102
texti aðeins á ensku

Myndskeið

Chance discovery reveals star factories in the distant Universe
Chance discovery reveals star factories in the distant Universe
texti aðeins á ensku

Sjá einnig