eso1206no — Pressemelding

Den ville ungdomstiden til dagens mest massive galakser

Dramatisk stjernedannelse stoppet av sorte hull

25 January 2012

Ved hjelp av APEX-teleskopet har et astronomteam funnet den hittil mest overbevisende sammenheng mellom de kraftigste utbrudd av stjernedannelse i det tidlige univers og de mest massive galaksene i dagens univers. Galaksene som struttet av intens stjernedannelse i det tidlige univers, opplevde at stjernefødselen brått stoppet opp, og i dag ser vi dem som massive – men passive – galakser av aldrende stjerner. Astronomene har kommet fram til en sannsynlig årsak til at stjernedannelsen plutselig tok slutt: framveksten av supermassive sorte hull.

Astronomene kombinerte data fra en rekke teleskoper for å undersøke hvordan lyssterke, fjerne galakser er klumpet sammen i grupper eller hoper. Observasjonene ble utført med LABOCA-kameraet på det 12 meter store, ESO-drevne APEX-teleskopet (Atacama Pathfinder Experiment, [1]) og kombinert med målinger gjort med bl.a. ESOs Very Large Telescope og NASAs romteleskop Spitzer.

Jo tettere galaksene er samlet, desto mer massive er deres haloer av mørk materie – det usynlige stoffet som innhyller galaksene og utgjør størstedelen av massen deres. De nye resultatene er de mest nøyaktige målinger som noensinne er gjort av "sammenklumpingen" til denne massive galaksetypen.

Galaksene er så langt unna at lyset har brukt rundt ti milliarder år på å nå fram til oss. Derfor ser vi dem slik de framstod for omkring ti milliarder år siden [2]. På de nye bildene fra det tidlige univers er galaksene i gang med den kraftigste form for stjernedannelse astronomene kjenner til, det man på engelsk kaller "starburst".

Ved å måle massen til haloene med mørk materie rundt galaksene og bruke datasimuleringer for å undersøke hvordan disse haloene vokser med tiden, oppdaget astronomene at de fjerne starburst-galaksene fra det tidlige kosmos etter hvert ender som enorme elliptiske galakser – de mest massive galaksene i dagens univers.

"Det er første gang vi har kunnet vise en så klar sammenheng mellom de mest energetiske starburst-galaksene i det tidlige univers og de mest massive galaksene i dagens univers," forklarer lederen av forskergruppen, Ryan Hickox (Dartmouth College, USA, og Durham University, Storbritannia).

De nye observasjonene tyder dessuten på at den intense stjernedannelsesperioden i disse fjerne galaksene varte i kun 100 millioner år – et meget kort tidsrom i kosmologisk målestokk – men at galaksene i løpet av denne korte tiden faktisk var i stand til å doble antall stjerner. Den brå slutten på den raske stjerneproduksjonen er enda en fase i galaksenes historie som astronomene fremdeles ikke forstår fullt ut.

"Vi vet at massive elliptiske galakser nokså brått stoppet å produsere stjerner for lenge siden, og at de nå er passive. Forskere har lurt på hva i all verden det kan være som får den kraftige stjernedannelsen i en hel galakse til å stoppe opp," sier teammedlem Julie Wardlow (University of California i Irvine, USA, og Durham University, Storbritannia).

Teamets resultater gir en mulig forklaring: I denne tidlige fasen av universets historie er starburst-galaksene samlet i hoper på nesten samme måte som kvasarer, noe som indikerer at de finnes i de samme haloene av mørk materie. Kvasarer er blant universets mest energirike objekter – galaktiske fyrtårn som sender ut intens stråling og drives av et supermassivt sort hull i galaksens sentrum.

Mer og mer tyder på at den intense stjernedannelsen også fungerer som brensel for kvasaren ved å tilføre enorme mengder gassmateriale til det sorte hullet. Kvasaren på sin side sender ut kraftige energisalver som man antar blåser vekk galaksens resterende gass – råmaterialet for nye stjerner – og dermed stanser den intense stjernedannelsen.

"Kort sagt, galaksenes glansdager med heftig stjernedannelse besegler også deres skjebne fordi denne fasen er med på å fôre det enorme sorte hullet i senteret slik at det blåser vekk eller ødelegger gasskyene som etter hvert ville ha trukket seg sammen og dannet stjerner," forklarer teammedlem David Alexander (Durham University, Storbritannia).

Fotnoter

[1] APEX-teleskopet har en diameter på 12 meter og befinner seg på Chajnantor-platået ved foten av de chilenske Andesfjellene. APEX er et foregangsprosjekt for ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), et revolusjonerende nytt teleskopsystem som ESO og sine internasjonale samarbeidspartnere for tiden bygger og driver på Chajnantor. APEX er basert på en prototypantenne laget for ALMA-prosjektet. De to teleskopene utfyller hverandre: For eksempel vil APEX observere store himmelområder og finne mange himmelobjekter som ALMA så kan undersøke i detalj. APEX er et samarbeidsprosjekt mellom Max Planck Institut für Radioastronomie (MPIfR), Onsala Space Observatory (OSO) og ESO. 

[2] Disse fjerne, støvfylte galaksene er kjent som submillimetergalakser og er svært lyssterke objekter med intens stjernedannelse i det fjerne univers. Galaksenes infrarøde stråling, sendt ut av støvkorn som igjen er varmet opp av lyset fra stjernene, er rødforskjøvet mot lengre bølgelengder på grunn av den ekstreme avstanden. De observeres derfor enklest i lys med submillimeterbølgelengder.

Mer informasjon

Denne studien presenteres i en forskningsartikkel i journalen Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 26. januar 2012.

Forskerteamet består av Ryan C. Hickox (Dartmouth College, Hanover, USA; Department of Physics, Durham University (DU); STFC Postdoctoral Fellow, Storbritannia), J. L. Wardlow (Department of Physics & Astronomy, University of California at Irvine, USA; Department of Physics, DU, Storbritannia), Ian Smail (Institute for Computational Cosmology, DU, Storbritannia), A. D. Myers (Department of Physics and Astronomy, University of Wyoming, USA), D. M. Alexander (Department of Physics, DU, Storbritannia), A. M. Swinbank (Institute for Computational Cosmology, DU, Storbritannia), A. L. R. Danielson (Institute for Computational Cosmology, DU, UK), J. P. Stott (Department of Physics, DU, Storbritannia), S. C. Chapman (Institute of Astronomy, Cambridge, Storbritannia), K. E. K. Coppin (Department of Physics, McGill University, Canada), J. S. Dunlop (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Storbritannia), E. Gawiser (Department of Physics and Astronomy, The State University of New Jersey, USA), D. Lutz (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Tyskland), P. van der Werf (Leiden Observatory, Leiden University, Nederland), og A. Weiß (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Tyskland).

I 2012 feirer European Southern Observatory (ESO) 50-årsjubileum. ESO er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 15 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Storbritannia, 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

Ryan Hickox
Dartmouth College
Hanover, New Hampshire, USA
Tlf.: +1 603 646 2962
E-post: ryan.c.hickox@dartmouth.edu

Douglas Pierce-Price
ESO ALMA/APEX Public Information Officer
Garching, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6759
E-post: dpiercep@eso.org

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1206 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.:eso1206no
Navn:Galaxies
Type:• Early Universe : Cosmology : Morphology : Deep Field
Facility:Atacama Pathfinder Experiment, Spitzer Space Telescope, Very Large Telescope
Science data:2012MNRAS.421..284H

Bilder

Distant star-forming galaxies in the early Universe
Distant star-forming galaxies in the early Universe
kun på engelsk
Posisjonen til Extended Chandra Deep Field South i stjernebildet Smelteovnen
Posisjonen til Extended Chandra Deep Field South i stjernebildet Smelteovnen

Videoer

Distant star-forming galaxies in the early Universe (zoom)
Distant star-forming galaxies in the early Universe (zoom)
kun på engelsk
Distant star-forming galaxies in the early Universe (pan)
Distant star-forming galaxies in the early Universe (pan)
kun på engelsk

Se også