eso1812is — Fréttatilkynning

Ævafornir risasamrunar vetrarbrauta

ALMA og APEX finna risavaxið samansafn vetrarbrauta í mótun í árdaga alheimsins

25. apríl 2018

ALMA og APEX sjónaukarnir hafa skyggnst djúpt út í geiminn – aftur til þess tíma þegar alheimurinn var tíu sinnum yngri en í dag – og komið auga á upphafsskref risavaxins samruna ungra hrinuvetrarbrauta. Lengst af hafa stjörnufræðingar talið að slíkir atburðir hefðu einkum orðið um það bil þremur milljörðum ára eftir Miklahvell, svo það kom talsvert á óvart þegar mælingar sýndu að samruninn var að eiga sér stað þegar alheimurinn var helmingi yngri en það. Þessar fornu vetrarbrautir eru taldar byggingareiningar vetrarbrautaþyrpinga, efnismestu forma í alheiminum.

Tveir alþjóðlegir hópar vísindamanna undir forystu Tim Miller frá Dalhousie háskólanum í Kanada og Yale háskóla í Bandaríkjunum og Iván Oteo við Edinborgarháskóla í Bretlandi, hafa með hjálp Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) og Atacama Pathfinder Experiment (APEX) fundið þétta hópa vetrarbrauta sem koma til með að renna saman og verða að lokum að risavöxnum vetrarbrautaþyrpingum.

Hópur Millers beindi sjónum sínum að vetrarbrautaþyrpingunni SFT2349-56, um það bil 90% af vegalengdinni út að endimörkum hins sýnilega alheims, en ljósið frá þeim berst til okkar frá þeim tíma þegar heimurinn var tífalt yngri en hann er í dag.

Vetrarbrautirnar sem þar eru að renna saman eru hrinuvetrarbrautir, þar sem mikil og ör nýmyndun stjarna á sér stað. Aldrei áður hefur jafn mikil og ör stjörnumyndun sést á jafn þéttu svæði í árdaga alheimsins. Í þeim verða til mörg þúsund stjörnur ár hvert en til samanburðar myndast að jafnaði ein stjarna í Vetrarbrautinni okkar á ári hverju.

Hópur Oteo hafði áður fundið sambærilegan risasamruna tíu rykugra hrinuvetrarbrauta, sem kallast „rykugur rauður kjarni, með hjálp ALMA og APEX sjónaukanna.

„Talið er að endingartími rykugra hrinuvetrarbrauta sé tiltölulega stuttur vegna þess að þær klára gasið mjög hratt. Á hverjum tíma, einhvers staðar, í alheiminum eru slíkar vetrarbrautir í minnihluta, svo það að finna margar slíkar samtímis vekur furðu og nokkuð sem við skiljum ekki til hlítar,“ sagði Iván Oteo.

Vetrarbrautaþyrpingarnar komu fyrst fram sem daufir ljósdeplar í mælingum South Pole sjónaukans og Herschel geimsjónaukans. Mælingar sem gerðar voru í kjölfarið með ALMA og APEX sýndu að þær voru harla óvenjulegar og reyndist mun eldri en talið var: Ljósið berst frá þeim þegar alheimurinn var aðeins 1,5 milljarða ára.

Mælingar ALMA sýndu að ljósbjarmarnir tveir sem APEX og Herschel námu eru ekki stök fyrirbæri heldur annars vegar fjórtan og hins vegar tíu stakar, stórar vetrarbrautir, hver álíka breiðar og vegalengdin á milli Vetrarbrautarinnar okkar og Magellansskýjanna.

„Uppgötvanir ALMA eru aðeins toppurinn á ísjakanum. Viðbótarmælingar APEX sjónaukans ýna að líklega eru í raun tíu sinnum fleiri hrinuvetrarbrautir þarna. Mælingar sem nú standa yfir með MUSE mælitækinu á VLT sjónauka ESO beinast að því að finna fleiri vetrarbrautir,“ sagði Carlos De Breuck, stjörnufræðingur hjá ESO.

Kennileg líkön sem og tölvulíkön benda til þess að jafn efnismiklar frumþyrpingar og þær sem hér um ræðir, ættu að vera mun lengur að þróast. Gögn frá ALMA, sem hafa bæði meiri upplausn og betri greinigæði, auk tölvulíkananna, gera stjörnufræðingum kleift að rannsaka myndun þyrpingarinnar innan við 1,5 milljarði ára eftir Miklahvell.

„Það er ráðgáta hvernig þetta samansafn vetrarbrauta gat orðið svo stórt svona fljótt. Það byggðist ekk upp smám saman á milljörðum ára, eins og stjörnufræðingar hafa búist við. Uppgötvunin gefur okkur gott tækifæri til að rannsaka hvernig efnismiklar vetrarbrautir safnast saman og mynda risavaxnar vetrarbrautaþyrðingar,“ sagði Tim Miller, doktorsnemi við Yale háskóla og aðalhöfundur annarrar greinarinnar.

Frekari upplýsingar

Niðurstöðurnar voru kynntar í tveimur greinu, „The Formation of a Massive Galaxy Cluster Core at z = 4.3“, eftir T. Miller o.fl., sem birtist í tímaritinu Nature, og „An Extreme Proto-cluster of Luminous Dusty Starbursts in the Early Universe“, eftir I. Oteo o.fl., sem birtist í Astrophysical Journal.

Í teymi Millers eru: T. B. Miller (Dalhousie University, Halifax, Canada; Yale University, New Haven, Connecticut, USA), S. C. Chapman (Dalhousie University, Halifax, Canada; Institute of Astronomy, Cambridge, UK), 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, Germany), A. Babul (University of Victoria, Victoria, Canada) , M. Béthermin (Aix-Marseille Université, CNRS, LAM, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Marseille, France), 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, Germany), D. J. M. Cunningham (Dalhousie University, Halifax, Canada; Saint Mary’s University, Halifax, Nova Scotia, Canada), C. De Breuck (ESO, Garching, Germany), A. H. Gonzalez (University of Florida, Gainesville, Florida, USA), T. R. Greve (University College London, Gower Street, London, UK), Y. Hezaveh (Stanford University, Stanford, California, USA), K. Lacaille (Dalhousie University, Halifax, Canada; McMaster University, Hamilton, Canada), 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, Canada), University of Waterloo, Waterloo, Canada), R. Perry (Dalhousie University, Halifax, Canada), K. A. Phadke (University of Illinois, Urbana, Illinois, USA), K. M. Rotermund (Dalhousie University, Halifax, Canada), J. Simpson (University of Edinburgh, Royal Observatory, Blackford Hill, Edinburgh; Durham University, Durham, UK), 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, Germany) og A. L. Strom (Observatories of The Carnegie Institution for Science, Pasadena, California, USA).

Í teymi Oteo eru: I. Oteo (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, UK; ESO, Garching, Germany), R. J. Ivison (ESO, Garching, Germany; Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, UK), L. Dunne (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, UK; Cardiff University, Cardiff, UK), A. Manilla-Robles (ESO, Garching, Germany; University of Canterbury, Christchurch, New Zealand), S. Maddox (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, UK; Cardiff University, Cardiff, UK), A. J. R. Lewis (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, UK), G. de Zotti (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Padova, Italy), M. Bremer (University of Bristol, Tyndall Avenue, Bristol, UK), D. L. Clements (Imperial College, London, UK), A. Cooray (University of California, Irvine, California, USA), H. Dannerbauer (Instituto de Astrofíısica de Canarias, La Laguna, Tenerife, Spain; Universidad de La Laguna, Dpto. Astrofísica, La Laguna, Tenerife, Spain), S. Eales (Cardiff University, Cardiff, UK), J. Greenslade (Imperial College, London, UK), A. Omont (CNRS, Institut d’Astrophysique de Paris, Paris, France; UPMC Univ. Paris 06, Paris, France), I. Perez–Fournón (University of California, Irvine, California, USA; Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Tenerife, Spain), D. Riechers (Cornell University, Space Sciences Building, Ithaca, New York, USA), D. Scott (University of British Columbia, Vancouver, Canada), P. van der Werf (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, The Netherlands), A. Weiß (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Germany) og Z-Y. Zhang (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, UK; ESO, Garching, Germany).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 16 landa: Austurríkis, Belgíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Póllands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands, auk gestaþjóðarinnar Chile. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir 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 stór þátttakandi í ALMA, stærsta stjarnvísindaverkefni heims. Á Cerro Armazones, skammt frá Paranal, er ESO að smíða 39 metra risasjónauka, Extremely Large Telescope eða ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
Stjörnufræðivefurinn
Ísland
Farsími: 8961984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

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

Carlos de Breuck
ESO
Garching, Germany
Sími: +49 89 3200 6613
Tölvupóstur: cdebreuc@eso.org

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6655
Farsími: +49 151 1537 3591
Tölvupóstur: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1812.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1812is
Nafn:SPT2349-56
Tegund: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

Myndir

Artist’s impression of ancient galaxy megamerger
Artist’s impression of ancient galaxy megamerger
texti aðeins á ensku
Images of a galaxy protocluster from SPT, APEX and ALMA
Images of a galaxy protocluster from SPT, APEX and ALMA
texti aðeins á ensku

Myndskeið

ESOcast 157 Light: Ancient Galaxy Pileups (4K UHD)
ESOcast 157 Light: Ancient Galaxy Pileups (4K UHD)
texti aðeins á ensku
Artist’s impression of ancient galaxy megamerger
Artist’s impression of ancient galaxy megamerger
texti aðeins á ensku

Sjá einnig