eso1007no — Pressemelding

Manglende urstjerner utenfor Melkeveien er endelig funnet

17 February 2010

Etter årevis i skjul har de mest "primitive" stjernene utenfor vår egen Melkeveigalakse endelig blitt avslørt. Nye observasjoner med ESOs Very Large Telescope har blitt benyttet for å løse en viktig astrofysisk gåte knyttet til de eldste stjernene i vårt galaktiske nabolag. Resultatet er avgjørende for vår forståelse av universets første stjerner.

"Vi har faktisk funnet en brist i letemetodene som er anvendt fram til nå," sier Else Starkenburg, hovedforfatteren av artikkelen der studien presenteres. "Vår forbedrede framgangsmåte gjør det mulig å finne de opprinnelige, 'uutviklede' stjernene som ligger gjemt blant alle de andre, mer vanlige stjernene."

Såkalte primitive stjerner antas å ha blitt dannet fra materiale som ble skapt kort tid etter Big Bang for 13,7 milliarder år siden. De kalles også "ekstremt metallfattige stjerner" [1] – andelen av kjemiske grunnstoffer tyngre enn hydrogen og helium er typisk mer enn tusen ganger mindre enn i Sola. De tilhører en av de første generasjoner av stjerner i det nære univers. Slike stjerner er ekstremt sjeldne og hovedsakelig observert i vår egen Melkeveigalakse.

Kosmologene tror at større galakser, slik som Melkeveien, ble dannet ved at mindre galakser kolliderte og smeltet sammen. Melkeveiens populasjon av ekstremt metallfattige stjerner – eller "primitive" stjerner – burde allerede ha eksistert i dverggalaksene som Melkeveien ble dannet fra, og liknende populasjoner burde dermed finnes i andre dverggalakser i dag. "Hittil har man hatt sparsommelig med bevis for dette," sier medforfatter Giuseppina Battaglia. "Omfattende observasjonsprosjekter de senere årene har gang på gang vist at de eldste stjernepopulasjonene i Melkeveien og dverggalaksene ikke stemmer overens. Dette er absolutt ikke noe man skulle forvente ut fra kosmologiske modeller."

Forekomsten av ulike kjemiske grunnstoffer måles ved hjelp av spektra, som i prinsippet er stjernenes fingeravtrykk [2]. Forskergruppen "Dwarf galaxies Abundances and Radial-velocities Team" [3] brukte FLAMES-instrumentet på ESOs Very Large Telescope for å fremskaffe spektra til over 2000 ulike kjempestjerner i fire av våre galaktiske naboer, nemlig Fornax-, Sculptor-, Sextans- og Carina-dverggalaksene. Ettersom disse galaksene er omkring 300 000 lysår unna – tilsvarende tre ganger Melkeveigalaksens diameter – kunne astronomene bare måle de tydeligste egenskapene til spektrene, omtrent som et delvis utvisket fingeravtrykk. Teamet oppdaget at ingen av de mange innsamlede spektrale fingeravtrykkene så ut til å tilhøre den klassen av stjerner de lette etter, altså de sjeldne og ekstremt metallfattige stjernene vi kjenner fra Melkeveien.

Astronomtemaet med Starkenburg i spissen har nå kastet nytt lys på problemet gjennom å nøye sammenlikne stjernespektrene med databaserte modeller. De fant ut at det kun er subtile forskjeller mellom de kjemiske fingeravtrykkene til en vanlig metallfattig stjerne og en ekstremt metallfattig stjerne. Dette forklarer hvorfor tidligere metoder ikke har lykkes i å identifisere denne sjeldne stjernetypen.

Astronomene bekreftet også "renheten" til flere ekstremt metallfattige stjerner, takket være mye mer detaljerte spektra tatt med UVES-instrumentet på Very Large Telescope. "Sammenliknet med de svake spektrene vi hadde tidligere, er dette som å se på fingeravtrykkene gjennom et mikroskop," forklarer teammedlem Vanessa Hill. "Dessverre kan bare en liten andel av stjernene observeres på denne måten, fordi metoden er svært tidkrevende."

"Blant de nye ekstremt metallfattige stjernene som er oppdaget i disse dverggalaksene, har tre av dem en andel av tunge elementer som kun utgjør mellom 1/3000 og 1/10000 av Solas. En av dem innehar rekorden som den meste 'primitive' stjerne utenfor Melkeveien," sier teammedlem Martin Tafelmeyer.

"Arbeidet vårt har ikke bare avdekket noen av de første stjernene i disse galaksene, det har også gitt oss en ny og effektiv teknikk for å finne flere slike stjerner," avslutter Starkenburg. "Nå er det ikke lenger noen steder å gjemme seg."

Fotnoter

[1] I astronomien er alle grunnstoffer utenom hydrogen og helium definert som metaller. Alle disse "metallene" er – med unntak av noen få lette grunnstoffer – blitt dannet i fusjonsprosesser i stjernenes indre.

[2] Hvitt lys kan splittes opp i forskjellige farger, noe enhver regnbue er et synlig bevis på. Astronomene deler også opp lyset de mottar fra fjerne objekter i sine respektive farger (eller "bølgelengder"). Mens vi vanligvis skjelner fem eller seks ulike farger i regnbuen, kartlegger astronomene hundrevis av finnyanserte farger i sine spektra, som forteller hvor mye lys objektet sender ut i hvert enkelt smale fargeintervall. Detaljene i spekteret – mer lys på noen farger/bølgelengder og mindre på andre – gir astronomene informasjon om den kjemiske sammensetningen til materien som sender ut lyset.

[3] Forskergruppen "Dwarf galaxies Abundances and Radial-velocities Team" (DART) består av medlemmer fra institutter i ni forskjellige land.

Mer informasjon

Denne studien presenteres i en kommende forskningsartikkel i journalen Astronomy & Astrophysics ("The NIR Ca II triplet at low metallicity" av E. Starkenburg et al.). En annen artikkel er under utarbeidelse av Tafelmeyer et al.; denne omhandler UVES-observasjonene av flere "primitive" stjerner.

Forskerteamet består av Else Starkenburg, Eline Tolstoy, Amina Helmi og Thomas de Boer (Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Nederland), Vanessa Hill (Laboratoire Cassiopée, Université de Nice Sophia Antipolis, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Frankrike), Jonay I. González Hernández (Observatoire de Paris, CNRS, Meudon, Frankrike og Universidad Complutense de Madrid, Spania), Mike Irwin (University of Cambridge, Storbritannia), Giuseppina Battaglia (ESO), Pascale Jablonka og Martin Tafelmeyer (Université de Genève, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Sveits), Matthew Shetrone (University of Texas, McDonald Observatory, USA), og Kim Venn (University of Victoria, Canada).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 14 land: Belgia, Danmark, England, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESO har en ambisiøs dagsorden med fokus på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg, der hovedmålet er å gjøre viktige vitenskapelige oppdagelser. ESO har også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal har ESO bygget Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og VISTA, verdens største kartleggingsteleskop. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et såkalt ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på 42 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
Mob.: +47 99 59 88 00
E-post: ajaunsen@astro.uio.no

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: j.e.ovaldsen@astro.uio.no

Else Starkenburg
Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen
The Netherlands
Tlf.: +31 50 363 8447
E-post: else@astro.rug.nl

Giuseppina Battaglia
ESO
Tlf.: +49 89 3200 6362
E-post: gbattagl@eso.org

Lars Lindberg Christensen
Head of the ESO education and Public Outreach Department
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 320 06 761
Mob.: +49 173 38 72 621
E-post: lars@eso.org

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1007 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO. Norske kontakter er astronomene Jan-Erik Ovaldsen og Andreas O. Jaunsen. Pressemeldingen er oversatt av JEO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1007no
Type:• X - Galaxies
Facility:Very Large Telescope
Science data:2010A&A...513A..34S

Bilder

The Fornax dwarf galaxy
The Fornax dwarf galaxy
kun på engelsk
The Sculptor dwarf galaxy
The Sculptor dwarf galaxy
kun på engelsk

Se også