eso1130no — Pressemelding

Enorm kosmisk sky gløder innenfra

VLT fant ursky av hydrogen med innebygd energikilde

17 August 2011

Observasjoner med ESOs Very Large Telescope har gitt ny kunnskap om energikilden til en sjelden, vidstrakt sky av glødende hydrogengass i det tidlige univers. Dataene er de første til å vise at denne gigantiske "Lyman-alfa-skyen" – et av de største enkeltobjekter man kjenner til – får sin energi fra galakser innhyllet i den. Studien publiseres 18. august i journalen Nature.

Et team av astronomer har brukt ESOs Very Large Telescope (VLT) for å undersøke et uvanlig objekt kalt en Lyman-alfa-sky (eng. Lyman-alpha blob, [1]). Disse enormt store, sjeldne og svært lyssterke strukturene er oftest å finne i det tidlige univers i områder med fortettet materie. Teamet oppdaget at lyset fra en av disse skyene er polarisert [2]. (Her på Jorda anvendes polarisert lys for eksempel for å skape 3D-effekter i kinoer [3]). Dette er første gang polarisert lys er funnet i en Lyman-alfa-sky, og oppdagelsen hjelper forskerne å løse mysteriet om hvordan disse merkelige kjempeskyene lyser.

"Vi har kunnet vise for første gang at gløden fra dette gåtefulle objektet skyldes spredt lys fra lyssterke galakser inni skyen. Det er altså ikke selve gassen i skyen som lyser," forklarer hovedforfatteren av forskningsartikkelen, Matthew Hayes ved Universitetet i Toulouse i Frankrike.

Lyman-alfa-skyer er noen av universets største objekter: gigantiske hydrogenskyer med diametre opp mot noen hundre tusen lysår (flere ganger større enn Melkeveigalaksen) og som sender ut like mye energi som de mest lyssterke galakser. De befinner seg gjerne i store avstander, så vi ser dem slik de framstod da universet bare var noen få milliarder år gammelt. De er derfor viktige for vår forståelse av hvordan galakser ble dannet og utviklet seg i det unge univers. Energikilden til deres ekstremt kraftige stråling, og naturen til disse skyene, har imidlertid vært usikker.

Astronomteamet studerte en av de første og mest lyssterke Lyman-alfa-skyene som er funnet så langt. Den er kjent som LAB-1, ble oppdaget i 2000 og er så langt borte at lyset fra den har brukt rundt 11,5 milliarder år på å nå fram til Jorda. Med en diameter på omkring 300 000 lysår er den også en av de største vi vet om. Inni ligger flere urgalakser, deriblant en såkalt aktiv galakse [4].

Det finnes flere konkurrerende teorier for å forklare Lyman-alfa-skyer. En teori går ut på at de lyser fordi kjølig gass trekkes inn på grunn av skyens kraftige gravitasjon, og varmes opp. En annen sier at de lyser på grunn av lyssterke objekter inni dem – f.eks. galakser med intens stjernedannelse eller med et glupsk sort hull i midten som suger til seg omliggende materie. De nye VLT-observasjonene viser at det er iboende galakser, og ikke gass som trekkes inn og komprimeres, som utgjør energikilden til LAB-1.

Teamet testet de to teoriene ved å måle hvorvidt lyset fra skyen var polarisert. Ved å undersøke polarisasjonen til lys, kan astronomer få informasjon om de fysiske prosessene som skapte lyset og hva som eventuelt har påvirket det på ferden til Jorda. Hvis lys reflekteres eller spres, blir det polarisert, og denne ørlille effekten kan registreres med spesielt følsomme instrumenter. Å måle polarisasjonen til lys fra en Lyman-alfa-sky er imidlertid en særdeles stor utfordring grunnet de enorme avstandene.

"Disse observasjonene hadde ikke vært mulig uten VLT og FORS-instrumentet. Vi trengte to ting: et teleskop med et minimum 8 meter stort hovedspeil for å samle tilstrekkelig lys, og et kamera som kunne måle lysets polarisasjon. Det er ikke mange observatorier i verden som tilbyr denne kombinasjonen," tilføyer medforfatter Claudia Scarlata (Universitetet i Minnesota, USA).

Astronomene observerte LAB-1 i ca. 15 timer med VLT og oppdaget at lyset var polarisert i en ring rundt sentralområdet. Det var ikke polarisert i midten. Denne effekten er bortimot umulig å frambringe hvis lyset bare kommer fra gass som trekkes inn mot objektet på grunn av gravitasjonen. Men det er nettopp hva man ville forvente hvis lyset sendes ut av galakser inne i sentralområdet og deretter spres av gassen på vei ut.

Forskerne planlegger nå å observere flere Lyman-alfa-skyer og se om resultatene de fant for LAB-1 også gjelder for andre slike objekter.

Fotnoter

[1] Navnet kommer av at disse skyene sender ut lys på en karakteristisk bølgelengde, kjent som Lyman-alfa-stråling. Denne strålingen produseres når elektroner i hydrogenatomer faller ned fra den nest laveste til den laveste energitilstanden.

[2] I polarisert lys har det elektriske og det magnetiske feltet en bestemt retning. I upolarisert lys er orienteringen til feltene vilkårlig, uten en foretrukket retning.

[3] 3D-effekten skapes ved å sørge for at det venstre og det høyre øyet ser litt forskjellige bilder. I enkelte 3D-kinoer involverer trikset polarisert lys. Separate bilder laget med forskjellig polarisasjon blir sendt til venstre og høyre øye ved hjelp av polarisasjonsfiltre i brillene.

[4] Aktive galakser er galakser med lyssterke kjerner som man antar drives av enorme sorte hull. Den utsendte energien stammer fra materiale som varmes kraftig opp idet det suges inn mot det sorte hullet.

Mer informasjon

Denne studien presenteres i en forskningsartikkel med tittelen "Central Powering of the Largest Lyman-alpha Nebula is Revealed by Polarized Radiation" i journalen Nature den 18. august 2011.

Forskerteamet består av Matthew Hayes (University of Toulouse, Frankrike, og Observatory of Geneva, Sveits), Claudia Scarlata (University of Minnesota, USA) og Brian Siana (University of California, Riverside, USA).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 15 land: Belgia, Brasil, Danmark, England, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller 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 driver ESO Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskop. VISTA observerer i infrarødt og er verdens største kartleggingsteleskop, mens VLT Survey Telescope er det største teleskopet som er designet utelukkende for himmelkartlegginger i synlig lys. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på rundt 40 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

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

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
Mob.: +47 99 59 88 00
E-post: ajaunsen@gmail.com

Dr Matthew Hayes
Institute of Research into Astrophysics and Planetology
University of Toulouse, Toulouse, France
Tlf.: +33 5 61 33 28 60
Mob.: +33 7 77 36 10 70
E-post: matthew.hayes@ast.obs-mip.fr

Dr Claudia Scarlata
Institute for Astrophysics, School of Physics and Astronomy
University of Minnesota, Minneapolis, USA
Tlf.: +1 612 626 1811
E-post: scarlata@astro.umn.edu

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6655
E-post: rhook@eso.org

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1130 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.:eso1130no
Navn:LAB-1
Type:• Early Universe : Cosmology : Morphology : Large-Scale Structure
Facility:Very Large Telescope
Science data:2011Natur.476..304H

Bilder

Giant space blob glows from within
Giant space blob glows from within
kun på engelsk
Closing in on a giant space blob
Closing in on a giant space blob
kun på engelsk
Wide-field view of the sky around a giant space blob
Wide-field view of the sky around a giant space blob
kun på engelsk

Videoer

Zooming in on a giant space blob
Zooming in on a giant space blob
kun på engelsk

Se også