eso1206is — Fréttatilkynning

Viðburðarík æska massamestu vetrarbrauta nútímans

Svarthol stöðva feikimikla nýmyndun stjarna

25. janúar 2012

Með hjálp APEX sjónaukans hafa stjörnufræðingar fundið sterkustu tengslin hingað til milli öflugustu stjörnumyndunarhrina í hinum unga alheimi og massamestu vetrarbrauta nútímans. Snemma í sögu alheimsins blómstruðu vetrarbrautirnar í miklum stjörnumyndunarhrinum sem stöðvuðust svo snarlega, að vetrarbrautirnar enduðu sem þau massamiklu og rólegu fyrirbæri aldraðra stjarna sem við sjáum í dag. Stjörnufræðingar hafa fundið líklegan sökudólg fyrir óvæntum endi stjörnumyndunarhrinunnar: Tilkoma risasvarthola.

Stjörnufræðingar hafa notað athuganir með LABOCA myndavélinni á 12 metra Atacama Pathfinder Experiment (APEX) sjónauka ESO [1] við mælingar Very Large Telescope ESO, Spitzer geimsjónauka NASA og fleiri sjónauka, til að rannsaka bjartar en fjarlægar vetrarbrautir sem hafa safnast saman í hópa eða þyrpingar.

Því þéttar sem vetrarbrautirnar hafa hópað sig saman, því massameiri eru hulduefnishjúpar þeirra — ósýnilega efnið sem telur langstærstan hluta af massa vetrarbrauta. Nýju niðurstöðurnar byggja á nákvæmustu mælingum sem gerðar hafa verið á þessari tegund vetrarbrautar.

Vetrarbrautirnar eru svo fjarlægar að ljósið frá þeim hefur verið um tíu milljarða ára að berast til jarðar. Við sjáum þær þar af leiðandi eins og þær litu út fyrir um það bil tíu milljörðum ára [2]. Á þessum svipmyndum af hinum unga alheimi eru vetrarbrautirnar að ganga í gegnum mikla stjörnumyndunarhrinu, öflugustu nýmyndun stjarna sem þekkist.

Með mælingum á massa hulduefnishjúpanna í kringum vetrarbrautirnar og aðstoð tölvulíkana sem sýndu hvernig hjúparnir vaxa með tíma, fundu stjörnufræðingarnir út að þessar fjarlægu hrinuvetrarbrautir urðu að lokum risavaxnar sporvöluþokur — massamestu vetrarbrautir sem við sjáum í alheiminum í dag.

„Þetta er í fyrsta sinn sem við sjáum skýr tengsl milli orkuríkustu hrinuvetrarbrautanna snemma í sögu alheims og massamestu vetrarbrauta nútímans“ segir Ryan Hickox (Dartmouth háskóla í Bandaríkjunum og Durhamháskóla í Bretlandi) sem hafði yfirumsjón með rannsókninni.

Niðurstöðurnar benda líka til að stjörnumyndunarhrinurnar í þessum fjarlægu vetrarbrautum standi aðeins yfir í um 100 milljónir ára — í augnablik á stjarnfræðilegan mælikvarða — en á svo skömmum tíma getur fjöldi stjarna í vetrarbrautunum samt tvöfaldast. Skyndilegur endir þessa snara vaxtar er annar kafli í sögu vetrarbrautanna sem stjörnufræðingar skilja enn ekki fyllilega.

„Við vitum að myndun stjarna í massamestu sporvöluþokunum stöðvaðist fremur snögglega fyrir óralöngu svo í dag eru þær mjög rólegar. Við veltum líka fyrir okkur hvað sé nógu öflugt til að stöðva stjörnumyndunarhrinu heillar vetrarbrautar“ segir Julie Wardlow (Kaliforníuháskóla í Irvine í Bandaríkjunum og Durhamháskóla í Bretlandi), sem tók þátt í rannsókninni.

Niðurstöður stjörnufræðinganna veita mögulega skýringu: Á þessu stigi í sögu alheimsins eru hrinuvetrarbrautirnar hópaðar saman á svipaðan hátt og dulstirni, sem bendir til þess að þær finnist í sama hulduefnishjúpi. Dulstirni eru með orkuríkustu fyrirbærum alheims — stjarnfræðilegir áttavitar sem gefa frá sér mikla geislun og eru knúnir áfram af risasvartholum í miðjunni.

Sífellt betri sönnunargögn benda til að þessi mikla stjörnumyndunarhrina knýi einnig áfram dulstirni með því að veita gríðarmiklu magni efnis til svartholsins. Í staðinn gefur dulstirnið frá sér öflugar orkuhrinur sem taldar eru blása burt afgangsgasi vetrarbrautarinnar — hráefninu í nýjar stjörnur — og að þetta stöðvi hreinlega stjörnumyndunina.

„Í stuttu máli dæma bestu dagar stjörnumyndunar í þessum vetrarbrautum þær líka til dauða með því að fæða risasvartholið í miðju þeirra sem síðan feykir burt eða tortímir stjörnumyndunarskýjunum“ segir David Alexander (Durhamháskóla í Bretlandi), þátttakandi í rannsókninni, að lokum.

Skýringar

[1] APEX er 12 metra breiður útvarpssjónauki á Chajnantorsléttunni í Andesfjöllunum í Chile. APEX er undanfari ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, byltingarkenndrar útvarpssjónaukaraðar sem ESO og alþjóðlegir samstarfsaðilar setja nú upp á Chajnantor sléttunni. APEX er frumgerð loftnetsins sem smíðað var fyrir ALMA. Sjónaukarnir tveir bæta hvor annan upp: APEX á til dæmis að finna fjölmörg fyrirbæri sem ALMA kemur til með að kanna nánar. APEX er samstarfsverkefni Stofnunar Max Planck í útvarpsstjörnufræði (MPIfR) Onsala Space Observatory (OSO) og ESO.

[2] Þessar fjarlægu vetrarbrautir eru þekktar sem hálfsmillímetra vetrarbrautir. Þetta eru mjög bjartar vetrarbrautir í hinum fjarlæga alheimi vegna mikillar hrinu stjörnumyndunar sem á sér stað í þeim. Sökum mikillar fjarlægðar teygist á innrauða ljósinu frá rykugri vetrarbrautinni yfir í lengri bylgjuengdir svo hún sést best á hálfsmillímetra bylgjulengdum.

Frekari upplýsingar

Skýrt er frá rannsókninni í grein sem birtist í tímaritinu Monthly Notices of the Astronomical Society þann 26. janúar 2012.

Í rannsóknarteyminu eru Ryan C. Hickox (Dartmouth College, Hanover í Bandaríkjunum; Department of Physics, Durham University (DU); STFC Postdoctoral Fellow í Bretlandi), J. L. Wardlow (Department of Physics & Astronomy, University of California at Irvine í Bandaríkjunum; Department of Physics, DU í Bretlandi), Ian Smail (Institute for Computational Cosmology, DU í Bretlandi), A. D. Myers (Department of Physics and Astronomy, University of Wyoming í Bandaríkjunum), D. M. Alexander (Department of Physics, DU í Bretlandi), A. M. Swinbank (Institute for Computational Cosmology, DU í Bretlandi), A. L. R. Danielson (Institute for Computational Cosmology, DU í Bretlandi), J. P. Stott (Department of Physics, DU í Bretlandi), S. C. Chapman (Institute of Astronomy, Cambridge í Bretlandi), K. E. K. Coppin (Department of Physics, McGill University í Kanada), J. S. Dunlop (Institute for Astronomy, University of Edinburgh í Bretlandi), E. Gawiser (Department of Physics and Astronomy, The State University of New Jersey í Bandaríkjunum), D. Lutz (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik í Þýskalandi), P. van der Werf (Leiden Observatory, Leiden University í Hollandi), A. Weiß (Max-Planck-Institut für Radioastronomie í Þýskalandi).

Árið 2012 fagnar European Southern Observatory (ESO), stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli, fimmtíu ára afmæli sínu. ESO 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“.

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) er alþjóðleg stjörnustöð og samstarfsverkefni Evrópu, Norður Ameríku og Austur Asíu í samvinnu við Chile. ESO sér um smíði og rekstur ALMA fyrir hönd Evrópu en National Radio Astronomy Observatory (NRAO) fyrir hönd Norður Ameríku og National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) fyrir hönd austur Asíu. Samþætt stjórnun á smíði, prófun og rekstri ALMA er í umsjá Joint ALMA Observatory (JAO).

Tenglar

Tengiliðir

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

Ryan Hickox
Dartmouth College
Hanover, New Hampshire, USA
Sími: +1 603 646 2962
Tölvupóstur: ryan.c.hickox@dartmouth.edu

Douglas Pierce-Price
ESO ALMA/APEX Public Information Officer
Garching, Germany
Sími: +49 89 3200 6759
Tölvupóstur: dpiercep@eso.org

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1206.
Bookmark and Share

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1206is
Nafn:Galaxies
Tegund:• Early Universe : Cosmology : Morphology : Deep Field
Facility:Atacama Pathfinder Experiment, Spitzer Space Telescope, Very Large Telescope
Science data:2012MNRAS.421..284H

Myndir

Distant star-forming galaxies in the early Universe
Distant star-forming galaxies in the early Universe
texti aðeins á ensku
Staðsetning Extended Chandra Deep Field South í stjörnumerkinu Ofninum
Staðsetning Extended Chandra Deep Field South í stjörnumerkinu Ofninum

Myndskeið

Distant star-forming galaxies in the early Universe (zoom)
Distant star-forming galaxies in the early Universe (zoom)
texti aðeins á ensku
Distant star-forming galaxies in the early Universe (pan)
Distant star-forming galaxies in the early Universe (pan)
texti aðeins á ensku

Sjá einnig