eso1815is — Fréttatilkynning

ALMA og VLT finna sannanir fyrir myndun stjarna aðeins 250 milljónum ára eftir Miklahvell

16. maí 2018

Stjörnufræðingar sem notuðu Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) og Very Large Telescope (VLT) ESO hafa fundið óvænt merki um að stjörnur hafi byrjar að myndast mjög snemma, aðeins 250 milljónum ára eftir Miklahvell, í vetrarbrautinni MACS1149-JD1. Um leið fundust merki um fjarlægasta súrefni í alheiminum sem mælst hefur í fjarlægustu vetrarbraut sem ALMA og VLT hafa mælt til þessa. Niðurstöðurnar verða birtar í tímaritinu Nature hinn 17. maí 2018.

Alþjóðlegt teymi stjörnufræðinga notaði ALMA til að rannsaka fjarlæga vetrarbraut sem kallast MACS1149-JD1. Stjörnufræðingarnir námu mjög daufan bjarma frá jónuðu súrefni í vetrarbrautinni. Þegar þetta innrauða ljós ferðaðist um geiminn, strekkti útþensla alheimsins á bylgjulengdinni svo hún var tífalt lengri þegar hún loksins barst til jarðar. Hópurinn reiknaði þá út að ljósið hafði lagt af stað fyrir 13,3 milljörðum ára (um 500 milljón árum eftir Miklahvell) og er þar af leiðandi fjarlægasta súrefni sem nokkru sinni hefur mælst [1]. Súrefnið er greinilegt merki um eldri kynslóðir stjarna í vetrarbrautinni fjarlægu.

„Það var spennandi að sjá merki um súrefni í mælingum ALMA,“ sagði Takuya Hashimoto, aðalhöfundur greinar um rannsóknina og vísindamaður við Osaka Sangyo University og National Astronomical Observatory of Japan. „Mælingarnar ná nánast út að mörkum hins sýnilega alheims.“

Fyrir utan mælingar ALMA á súrefnisútgeislun fann Very Large Telescope (VLT) ESO einnig veikt merki um útgeislun vetnis. Fjarlægðin til vetrarbrautarinnar var ákvörðuð út frá þessari mælingu og kemur heim og saman við mælingarnar á súrefninu. MACS1149-JD1 er því fjarlægasta vetrarbraut sem mæld hefur verið svo nákvæmlega og fjarlægasta vetrarbraut sem ALMA og VLT hafa rannsakað.

„Vetrarbrautin sést á þeim tíma þegar alheimurinn var aðeins 500 milljón ára og bjó þegar yfir þroskaðri kynslóð stjarna,“ sagði Nicolas Laporte, vísindamaður við University College London (UCL) í Bretlandi og annar höfundur greinarinnar. „Við getum þar af leiðandi notað þessa vetrarbraut til að skyggnast lengra inn í áður óþekkta sögu alheimsins.“

Um tíma eftir Miklahvell var ekkert súrefni í alheiminum. Súrefni varð til við kjarnasamruna innan í fyrstu stjörnunum og dreifðist um geiminn þegar stjörnurnar dóu. Mæling á súrefni í MACS1149-JD1 bendir til þess að eldri kynslóðir stjarna hefðu þegar myndast og dreift súrefni um geiminn aðeins 500 milljónum ára eftir að alheimurinn varð til.

En, hvenær átti þessi snemmbúna myndun stjarna sér stað? Til að svara því notuðu stjörnufræðingarnir innrauð gögn frá Hubble geimsjónauka NASA og ESA og Spitzer geimsjónauka NASA til að rýna í sögu MACS1149-JD1. Í ljós kom að hægt er að skýra mælda birtu vetrarbrautarinnar með líkani þar sem gert er ráð fyrir því að myndun stjarna hafi hafist aðeins 250 milljónum ára eftir Miklahvell [2].

Þroski stjarnanna í MACS1149-JD1 vekur upp spurninguna hvenær fyrstu vetrarbrautirnar brutust úr myrkrinu á tímabili sem stjörnufræðingar kalla „alheimsdögun“. Með því að finna út aldur MACS1149-JD1 hefur hópurinn í raun sýnt að vetrarbrautir urðu til fyrr en hingað til hefur verið hægt að mæla með beinum hætti.

„Að finna út hvenær alheimsdögunin átti sér stað er hálfpartinn eins og heilagur kaleikur fyrir heimsfræði og myndun vetrarbrauta. Þessar nýju mælingar á MACS1149-JD1 færir okkur nær því að sjá hvenær fyrstu stjörnurnar kviknuðu! Og þar sem við erum öll gerð úr unnu stjörnuryki erum við í raun að rekja okkar eigin uppruna,“ sagði Richard Ellis, stjörnufræðingur við UCL og meðhöfundur greinarinnar, að lokum.

Skýringar

[1] ALMA hefur nokkrum sinnum slegið eigið met í að nema súrefni. Árið 2016 fundu Akio Inoue við Osaka Sangyo University og kollegar hans merki um súrefni fyrir 13,1 milljarði ára með ALMA. Nokkrum mánuðum síðar notaði Nicolas Laporte við University College London ALMA og fann súrefni fyrir 13,2 milljörðum ára. Nú hafa teymin tekið höndum saman og slegið metið enn á ný en það samsvarar rauðviki 9,1.

[2] Þetta samsvarar rauðviki í kringm 15.

Frekari upplýsingar

Niðurstöðurnar eru kynntar í greininni: „The onset of star formation 250 million years after the Big Bang“, eftir T. Hashimoto o.fl., sem birtist í tímaritinu Nature 17. maí 2018.

Í rannsóknarteyminu eru: Takuya Hashimoto (Osaka Sangyo University/National Astronomical Observatory of Japan, Japan), Nicolas Laporte (University College London, United Kingdom), Ken Mawatari (Osaka Sangyo University, Japan), Richard S. Ellis (University College London, United Kingdom), Akio. K. Inoue (Osaka Sangyo University, Japan), Erik Zackrisson (Uppsala University, Sweden), Guido Roberts-Borsani (University College London, United Kingdom), Wei Zheng (Johns Hopkins University, Baltimore, Maryland, United States), Yoichi Tamura (Nagoya University, Japan), Franz E. Bauer (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile), Thomas Fletcher (University College London, United Kingdom), Yuichi Harikane (The University of Tokyo, Japan), Bunyo Hatsukade (The University of Tokyo, Japan), Natsuki H. Hayatsu (The University of Tokyo, Japan; ESO, Garching, Germany), Yuichi Matsuda (National Astronomical Observatory of Japan/SOKENDAI, Japan), Hiroshi Matsuo (National Astronomical Observatory of Japan/SOKENDAI, Japan, Sapporo, Japan), Takashi Okamoto (Hokkaido University, Sapporo, Japan), Masami Ouchi (The University of Tokyo, Japan), Roser Pelló (Université de Toulouse, France), Claes-Erik Rydberg (Universität Heidelberg, Germany), Ikkoh Shimizu (Osaka University, Japan), Yoshiaki Taniguchi (The Open University of Japan, Chiba, Japan), Hideki Umehata (The University of Tokyo, Japan) and Naoki Yoshida (The University of Tokyo, Japan).

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

Nicolas Laporte
University College London
London, United Kingdom
Sími: +44 7452 807 591
Tölvupóstur: n.laporte@ucl.ac.uk

Richard Ellis
University College London
London, United Kingdom
Sími: +44 7885 403 334
Tölvupóstur: richard.ellis@ucl.ac.uk

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

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1815.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1815is
Nafn:MACS1149-JD1
Tegund:Early Universe : Galaxy
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, Very Large Telescope
Science data:2018Natur.557..392H

Myndir

Hubble and ALMA image of MACS J1149.5+2223
Hubble and ALMA image of MACS J1149.5+2223
texti aðeins á ensku
Galaxy cluster MACS j1149.5+223
Galaxy cluster MACS j1149.5+223
texti aðeins á ensku
ALMA observation of distant galaxy MACS 1149-JD1
ALMA observation of distant galaxy MACS 1149-JD1
texti aðeins á ensku

Myndskeið

ESOcast 161 Light: Distant galaxy reveals very early star formation (4K UHD)
ESOcast 161 Light: Distant galaxy reveals very early star formation (4K UHD)
texti aðeins á ensku
Zooming in on the distant galaxy MACS1149, and beyond
Zooming in on the distant galaxy MACS1149, and beyond
texti aðeins á ensku
Computer simulation of star formation in MACS1149-JD1
Computer simulation of star formation in MACS1149-JD1
texti aðeins á ensku
Zooming in on the distant galaxy MACS 1149-JD1
Zooming in on the distant galaxy MACS 1149-JD1
texti aðeins á ensku

Sjá einnig