eso1130is — Fréttatilkynning

Risvaxinn geimhnoðri glóir að innan

VLT finnur frumstætt vetnisský sem þiggur orku sína frá vetrarbrautum í miðju þess

17. ágúst 2011

Rannsóknir sem gerðar voru með Very Large Telescope ESO hafa varpað ljósi á uppruna mikillar orku sem berst úr stóru en sjaldgæfu glóandi gasskýi snemma í sögu alheimsins. Í fyrsta sinn hafa athuganir sýnt að orkan sem kemur frá risavöxnum „Lyman-alfa hnoðra“ — einum stærstu stöku fyrirbærum sem vitað er um í alheiminum — megi rekja til vetrarbrauta í miðju hans. Niðurstöðurnar eru birtar í nýjasta hefti tímaritsins Nature sem kom út 18. ágúst.

Hópur stjörnufræðinga notaði Very Large Telescope (VLT) ESO til að rannsaka óvenjulegt fyrirbæri sem kallast Lyman-alfa hnoðri [1]. Slík fyrirbæri eru risavaxin og mjög skær en að sama skapi sjaldgæf og sjást venjulega einungis snemma í sögu alheimsins á stöðum þar sem efni hefur safnast saman. Stjörnufræðingarnir komust að því að ljósið sem berst frá einum þessara hnoðra er skautað [2]. Í daglegu lífi er skautað ljós til dæmis notað til að útbúa þrívídd í kvikmyndahúsum [3]. Þetta er í fyrsta sinn sem skautað ljós sést í Lyman-alfa hnoðra og hjálpar það til við að leysa þá ráðgátu hvernig hnoðrarnir skína.

„Í fyrsta sinn höfum við sýnt fram á að þessi sérstöku fyrirbæri dreifa ljósi frá björtum vetrarbrautum sem leynast innan í þeim. Það er því ekki gasið í skýinu sjálfu sem skín“ segir Matthew Hayes (Toulouse háskóla í Frakklandi), aðalhöfundur greinar um rannsóknina.

Lyman-alfa hnoðrar eru meðal stærstu fyrirbæra alheims. Þeir eru risastór ský úr vetnisgasi, allt að nokkur hundruð þúsund ljósár í þvermál (nokkrum sinnum stærri en vetrarbrautin okkar) og álíka orkurík og björtustu vetrarbrautir. Hnoðrarnir eru venjulega svo órafjarri að við sjáum þá eins og þeir voru þegar alheimurinn var aðeins nokkurra milljarða ára gamall. Þeir eru því mikilvægir fyrir skilning okkar á myndun og þróun vetrarbrauta í árdaga alheimsins. Uppruni þeirrar gífurlegu birtu sem þeir gefa frá sér og eðli þeirra hefur þó verið á huldu.

Hópurinn rannsakaði einn bjartasta hnoðra sem fundist hefur en hann fannst árið 2000 og er þekktur undir heitinu LAB-1. Hnoðrinn er svo langt í burtu að ljósið frá honum var um 11,5 milljarða ára að berast til jarðar. Hann er um 300.000 ljósár í þvermál og því einn sá stærsti sem vitað er um. Innan í honum eru nokkrar frumstæðar vetrarbrautir, þar á meðal virk vetrarbraut [4].

Nokkrar tilgátur hafa verið settar fram til að útskýra eðli Lyman-alfa hnoðra. Samkvæmt einni þeirra skín hnoðrinn skært vegna þess að öflugt þyngdartog hans togar til sín kalt gas sem hitnar gífurlega við það. Önnur kenning segir hins vegar að þeir skíni skært vegna þeirra björtu fyrirbæra sem leynast innan í þeim. Það geta verið vetrarbrautir sem eru að ganga í gegnum gríðarmikla stjörnumyndunarhrinu eða mjög stór og öflug svarthol sem gleypa stöðugt efni. Nýju mælingarnar renna stoðum undir fyrri kenninguna: Að innan í hnoðrunum séu vetrarbrautir sem knýji áfram LAB-1 en ekki gas að togast inn á við.

Hópurinn prófaði tilgáturnar tvær með því að mæla hvort ljós frá hnoðranum væri skautað eða ekki. Með því að skoða hvernig ljós er skautað geta stjörnufræðingar fundið út hvernig ljósið varð til og hvað kom fyrir það eftir að það lagði af stað frá ljóslindinni og þar til það barst til jarðar. Ef ljós endurvarpast eða dreifist verður það skautað og skautunina er hægt að mæla með hárnákvæmum mælitækjum. Það er hins vegar mjög erfitt sökum þess hve órafjarri Lyman-alfa hnoðrinn er.

„Við hefðum aldrei getað gert þessar mælingar án VLT og FORS mælitækisins á sjónaukanum. Við þurftum að hafa sjónauka með minnst átta metra breiðum safnspegli og myndavél sem gat mælt skautun ljóssins. Það eru ekki margar aðrar stjörnustöðvar sem bjóða upp á slíkt“ segir Claudia Scarlata (Minnesota háskóla í Bandaríkjunum), meðhöfundur greinarinnar.

Stjörnufræðingarnir fylgdust með Lyman-alfa hnoðranum LAB-1 í um 15 klukkustundir með Very Large Telescope. Ljósið frá hnoðranum var skautað í kringum miðsvæðið en í miðjunni sjálfri var óskautað ljós. Slíkt er óhugsandi ef um gas sem hnoðrinn dregur að sér, er að ræða en í samræmi við það sem búast má við ef ljósið á rætur að rekja til vetrarbrauta innan í skýinu sem gasið dreifir síðan.

Skýringar

[1] Nafnið er dregið af því að hnoðrarnir gefa frá sér geislun með bylgjulengd sem kallast „Lyman-alfa“. Lyman-alfa geislun verður til þegar rafeind í vetnisatómi fellur af öðru orkuþrepi niður á lægsta orkuþrep.

[2] Þegar ljósbylgjur eru skautaðar hafa rafsvið og segulsvið þeirra eina ákveðna stefnu. Í óskautuðu ljósi er stefna sviðanna tilviljanakennd með enga ákveðna stefnu.

[3] Þrívíddarhrifin eru búin til með því tryggja að vinstra og hægra auganu birtist örlítið mismunandi myndir. Í þrívíddarmyndum er notað skautað ljós til þess: Aðskildar myndir með misskautuðu ljósi berast í vinstra og hægra augað í gegnum skautaðar síur í þrívíddargleraugunum.

[4] Virkar vetrarbrautir hafa bjarta kjarna sem risasvarthol knýja áfram. Birtan stafar af efni sem hitnar gríðarlega þegar svartholið dregur það til sín.

Frekari upplýsingar

Skýrt er frá rannsókninni í greininni „Central Powering of the Largest Lyman-alpha Nebula is Revelead by Polarized Radiation“ eftir Hayes et al. og birtist í tímaritinu Nature þann 18. ágúst 2011.

Í rannsóknahópnum eru Matthew Hayes (Toulouse háskóla í Frakklandi og Stjörnustöðinni í Genf í Sviss), Claudia Scarlata (Minnesota háskóla í Bandaríkjunum) og Brian Siana (Kaliforníuháskóla í Riverside í Bandaríkjunum).

ESO, European Southern Observatory, stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli, er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og ein öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, 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 tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 40 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

Dr Matthew Hayes
Institute of Research into Astrophysics and Planetology
University of Toulouse, Toulouse, France
Sími: +33 5 61 33 28 60
Farsími: +33 7 77 36 10 70
Tölvupóstur: matthew.hayes@ast.obs-mip.fr

Dr Claudia Scarlata
Institute for Astrophysics, School of Physics and Astronomy
University of Minnesota, Minneapolis, USA
Sími: +1 612 626 1811
Tölvupóstur: scarlata@astro.umn.edu

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

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1130.
Bookmark and Share

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1130is
Nafn:LAB-1
Tegund:• Early Universe : Cosmology : Morphology : Large-Scale Structure
Facility:Very Large Telescope
Science data:2011Natur.476..304H

Myndir

Giant space blob glows from within
Giant space blob glows from within
texti aðeins á ensku
Closing in on a giant space blob
Closing in on a giant space blob
texti aðeins á ensku
Wide-field view of the sky around a giant space blob
Wide-field view of the sky around a giant space blob
texti aðeins á ensku

Myndskeið

Zooming in on a giant space blob
Zooming in on a giant space blob
texti aðeins á ensku

Sjá einnig