eso1012no — Pressemelding

APEX knipser det første nærbilde av stjernefabrikker i det fjerne univers

21 March 2010

Astronomer har for første gang foretatt direkte målinger av størrelsen og lysstyrken til stjernedannelsesområder i en meget fjern galakse, takket være en tilfeldig oppdagelse med APEX-teleskopet. Galaksen er så langt unna, og lyset har brukt så lang tid på å nå oss, at vi ser den slik den var for 10 milliarder år siden. Tilfeldigvis forstørres galaksen av en kosmisk gravitasjonslinse, slik at vi kan studere den nærmere. Dette lykketreffet avslører at galakser i det tidlige univers lever et hektisk liv med intens stjernedannelse, der store stjernefødestuer dannes hundre ganger raskere enn i senere galakser. Studien publiseres i dag i nettutgaven av journalen Nature.

Det var mens astronomene observerte en massiv galaksehop [1] på submillimeterbølgelengder med APEX-teleskopet (Atacama Pathfinder Experiment) at de oppdaget en ny og meget lyssterk galakse som lå enda lenger borte enn galaksehopen. På submillimeterbølgelengder er den faktisk den lyssterkeste galaksen som noensinne er funnet i det fjerne univers. Den store lysstyrken skyldes blant annet galaksens støvkorn, som gløder fordi de blir varmet opp av intenst stjernelys. Den nye galaksen har fått navnet SMM J2135-0102.

"Da vi så det overraskende lyssterke objektet, ble vi først veldig overrasket. Men vi skjønte raskt at det var snakk om en hittil ukjent og fjernere galakse som blir forstørret av den mellomliggende galaksehopen," sier teammedlem Carlos de Breuck, som foretok observasjonene med APEX-teleskopet på Chajnantorplatået, 5000 meter over havet i de chilenske Andesfjellene.

En annen årsak til at den nyoppdagede galaksen er så lyssterk ligger hos den massive stjernehopen i forgrunnen. Den enorme massen til denne hopen fungerer som en gravitasjonslinse og avbøyer lyset fra den bakenforliggende galaksen [2]. I likhet med et teleskop, forstørres og forsterkes bildet av den fjerne galaksen. Takket være den tilfeldige opplinjeringen mellom hopen og den fjerne galaksen, forstørres sistnevnte objekt med en faktor 32.

"Forstørrelsen gjør at galaksen kan studeres i uovertruffen detalj, selv om den befinner seg så langt unna at lyset har brukt rundt 10 milliarder år på å nå fram til oss," forklarer hovedforfatteren av forskningsartikkelen Mark Swinbank fra Durham-universitetet. "Med oppfølgingsobservasjoner med Submillimeter Array-teleskopet på Hawaii har vi kunnet gjøre detaljerte undersøkelser av skyene i galaksen der stjernene fødes."

Forstørrelsen innebærer at astronomene kan finne stjernedannende skyer i galaksen ned til en skala på bare noen få hundre lysår, noe som nesten tilsvarer størrelsen til de store skyene vår egen Melkevei. For å kunne se slike detaljer uten hjelp fra en gravitasjonslinse, trenger man framtidige teleskoper som f.eks. ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). ALMA er for tiden under konstruksjon på samme fjellplatå som APEX. Denne helt tilfeldige oppdagelsen har derfor gitt astronomene en unik forsmak på de forskningsmulighetene som vil komme om noen få år.

Disse "stjernefabrikkene" er omtrent like store som de vi har i Melkeveien, men hundre ganger mer lyssterke. Det tyder på at stjernedannelsen tidlig i disse galaksenes liv er mye mer intens enn det vi finner i galakser som ligger nærmere oss i tid og rom. Skyene minner på mange måter om de aller tetteste kjernene i stjernedannelsesskyene i vårt nære univers.

"Vi har beregnet at SMM J2135-0102 produserer stjerner tilsvarende 250 soler per år," sier de Breuck. "Stjernedannelsen i galaksens store støvskyer er forskjellig fra det vi ser i det nære univers, men observasjonene våre tyder også på at vi burde kunne anvende fysikken fra de tetteste stjernefabrikkene i nære galakser for å forstå stjernedannelsen i disse langt fjernere galaksene."

Fotnoter

[1]Galaksehoper er blant universets mest massive objekter som holdes sammen av gravitasjonskraften. De inneholder hundre- eller tusenvis av galakser, men disse utgjør ikke mer enn en tiendedel av hopenes totale masse. Størstedelen av massen, som kan tilsvare oppimot en million milliarder [1015] ganger Solas masse, består av varm gass og mørk materie. Galaksehopen i denne studien har fått betegnelsen MACS J2135-010217 (eller MACS J213512.10-010258.5) og ligger om lag fire milliarder lysår fra Jorda.

[2] Gravitasjonslinsing er en effekt forutsagt av Albert Einsteins generelle relativitetsteori. Galaksehoper kan fungere som meget effektive gravitasjonslinser og avbøye lyset som kommer fra fjerne galakser. Dette fordi de har enormt stor masse og er posisjonert mellom oss og de fjerne bakgrunnsgalaksene. Massefordelingen i hopen (linsen) har mye å si for hvordan bakgrunnsobjektene blir seende ut. De kan f.eks. bli forstørret og få formen sin forvrengt og bli strukket ut til store buer. Det kan til og med dannes flere bilder av en og samme bakgrunnskilde.

Mer informasjon

Denne studien presenteres i en forskningsartikkel i journalen Nature ("Intense star formation within resolved compact regions in a galaxy at z=2.3" av A. M. Swinbank et al.). Artikkelen er tilgjengelig på nett i dag..

Forskerteamet består av A. M. Swinbank, I. Smail, J. Richard, A. C. Edge og K. E. K. Coppin (Institute for Computational Cosmology, Durham University, Storbritannia), S. Longmore, R. Blundell, M. Gurwell og D. Wilner (Harvard-Smithsonian Center For Astrophysics, USA), A. I. Harris og L. J. Hainline (Department of Astronomy, University of Maryland, USA), A.J. Baker (Department of Physics and Astronomy, Rutgers, University of New Jersey, USA), C. De Breuck, A. Lundgren og G. Siringo (ESO), R. J. Ivison (UKATC and Royal Observatory of Edinburgh, Storbritannia), P. Cox, M. Krips og R. Neri (Institut de Radio Astronomie Millimétrique, Frankrike), B. Siana (California Institute of Technology, USA), D. P. Stark (Institute of Astronomy, University of Cambridge, Storbritannia), og J. D. Younger (Institute for Advanced Study, USA).

APEX (Atacama Pathfinder Experiment telescope) er et 12-meters teleskop plassert i 5100 meters høyde på det tørre Chajnantorplatået i de chilenske Andesfjellene. APEX opererer på millimeter- og submillimeterbølgelengder. Dette bølgelengdeintervallet er et relativt uutforsket område i astronomien, hovedsakelig fordi observasjonene krever avanserte detektorer og må foretas ved ekstremt høytliggende og tørre steder, som f.eks. Chajnantor. APEX er det største submillimeterteleskopet på den sørlige halvkule. Det er et samarbeid mellom Max Planck Institute for Radio Astronomy, Onsala Space Observatory og ESO. Driften ved Chajnantor står ESO for. APEX er et foregangsprosjekt for ALMA; det er basert på en prototypantenne laget for ALMA-prosjektet, som bygges på samme sted, og vil finne mange himmelobjekter som ALMA senere vil se nærmere på.

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

Mark Swinbank
Durham University
Durham, United Kingdom
Tlf.: +44 191 334 3786
E-post: a.m.swinbank@durham.ac.uk

Carlos de Breuck
ESO
Garching, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6613 (until 23 March available on +1 626 272 8473, time zone PDT, USA)
E-post: cdebreuc@eso.org

Douglas Pierce-Price
ESO
Garching, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6759
E-post: dpiercep@eso.org

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1012 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.:eso1012no
Facility:Atacama Pathfinder Experiment
Science data:2010Natur.464..733S

Bilder

Star factories in the distant Universe (artist’s impression)
Star factories in the distant Universe (artist’s impression)
kun på engelsk
Star factories in the distant Universe (artist’s impression)
Star factories in the distant Universe (artist’s impression)
kun på engelsk
Chance discovery reveals star factories in the distant Universe
Chance discovery reveals star factories in the distant Universe
kun på engelsk
The region around SMM J2135-0102 and the galaxy cluster MACS J2135-010217
The region around SMM J2135-0102 and the galaxy cluster MACS J2135-010217
kun på engelsk
The galaxy cluster MACS J2135-010217 lensing SMM J2135-0102
The galaxy cluster MACS J2135-010217 lensing SMM J2135-0102
kun på engelsk

Videoer

Chance discovery reveals star factories in the distant Universe
Chance discovery reveals star factories in the distant Universe
kun på engelsk

Se også