Kids

eso1334no — Pressemelding

Voldsom stjernedannelse truer framtidige stjernegenerasjoner

ALMA kaster lys på mysteriet om de manglende massive galakser

24 July 2013

Nye observasjoner med ALMA-teleskopet i Chile har avslørt hvordan intens stjernedannelse kan blåse gass ut av en galakse og frarøve framtidige stjerner brenselet de trenger for å fødes og vokse. De dramatiske bildene viser enorme mengder molekylær gass som kastes vekk fra stjernedannende områder i den nærliggende Sculptorgalaksen. De nye forskningsresultatene bidrar til å forklare hvorfor det finnes så få svært massive galakser i universet. Studien publiseres 25. juli 2013 i tidsskriftet Nature.

Galakser er stjernesystemer som vår egen Melkeveigalakse, og kan inneholde oppimot flere hundre milliarder stjerner. De er universets grunnleggende byggesteiner på store skalaer. Et av moderne astronomis hovedmål er å forstå hvordan galakser vokser og utvikler seg. Et sentralt spørsmål gjelder stjernedannelse: Hva er det som avgjør hvor mange stjerner en galakse vil danne?

Sculptorgalaksen, også kjent under betegnelsen NGC 253, er en spiralgalakse i stjernebildet Billedhuggeren (Sculptor på latin) på den sørlige himmelhalvkule. Med en avstand fra Jorda på ca. 11,5 millioner lysår er dette en forholdsvis nær galaktisk nabo, og faktisk en av de aller nærmeste starburst-galakser man kjenner til. Starburst-galakser produserer stjerner i et eksepsjonelt høyt tempo, og siden denne ligger såpass nær oss, er den et perfekt mål for å undersøke hvilke effekter den ekstreme fødselsraten har på selve galaksen. Ved hjelp av Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) har astronomer nå oppdaget kald, tett gass som farer vekk fra NGC 253s sentralområde i stor hastighet.

"Takket være ALMAs ypperlige oppløsning og følsomhet er vi for første gang i stand til å se enorme konsentrasjoner av kald gass, som slynges ut av galaksen grunnet det sterke trykket fra unge stjerner. Trykkbølgene danner ekspanderende skall, som presser den kalde gassen utover," forklarer hovedforfatteren av forskningsartikkelen, Alberto Bolatto (University of Maryland i USA). "Gassmengdene vi har målt, gir oss gode bevis for at enkelte voksende galakser faktisk spyr ut mer gass enn de tar inn. Det kan godt hende at det vi nå er vitne til i NGC 253, var et vanlig fenomen i galakser i det tidlige univers."

De nye resultatene kan være til hjelp når astronomer skal forklare hvorfor det er funnet så få galakser med virkelig stor masse i kosmos. Datamodeller viser at eldre (og dermed rødere) galakser burde ha betydelig mer masse og flere stjerner enn det astronomene faktisk observerer. Det ser ut til at galaktiske vinder eller galaktiske gassutstrømninger er så sterke at de frarøver galaksen materialet som trengs for å danne neste generasjon stjerner [1].

"Strukturene vi har funnet, tegner en bue som passer nesten perfekt med kantene til en tidligere observert utstrømning av varm, ionisert gass," bemerker teammedlem og medforfatter Fabian Walter (Max Planck Institute for Astronomy i Heidelberg i Tyskland). "Nå kan vi altså se, steg for steg, hvordan heftig stjernedannelse etter hvert fører til gigantiske gassutstrømninger."

Forskerteamet har beregnet at enorme mengder molekylær gass – rundt ti ganger Solas masse per år, muligens enda mye mer – kastes ut av galaksen i hastigheter på mellom 150 000 og en million kilometer i timen [2]. Den totale mengden utstøtt gass utgjør faktisk mer enn den gassen som i samme tidsintervall går med til å danne galaksens stjerner. Fortsetter det slik, kan NGC 253 gå tom for gass i løpet av så lite som 60 millioner år.

"For meg er dette et strålende eksempel på hvordan nye verktøy er med å forme astronomiens framtid. Vi har undersøkt den voldsomme stjernedannelsen i NGC 253 og andre nære starburst-galakser i snart ti år. Men før ALMA hadde vi ingen mulighet til å se slike detaljer som vi nå gjør," sier Walter. I studien brukte teamet en tidlig utgave av ALMA med kun 16 antenner. "Det er spennende å tenke på hva det komplette ALMA-teleskopet med 66 antenner kan vise oss når det gjelder denne type gassutstrømninger," avslutter han.

Ytterligere studier med det fulltallige teleskopnettverket vil avgjøre skjebnen til gassen som bæres vekk av vinden fra de mange nyfødte stjernene. Spørsmålet er om gassen omsider faller tilbake til galaksen slik at den gjenvinnes, eller om den er tapt for alltid.

Fotnoter

[1] Tidligere observasjoner hadde avdekket varmere, men mindre tett gass som strømmer vekk fra NGC 253s stjernedannelsesområder, men isolert sett vil dette ha liten eller ingen innvirkning på galaksens skjebne og evne til å skape framtidige stjernegenerasjoner. De nye ALMA-dataene viser den mye tettere molekylære gassen idet den får det første "sparket" fra alle de nydannede stjernene og så blir dratt med av den tynne, varme gassen utover mot den galaktiske haloen som omgir NGC 253.

[2] Selv om hastighetene er høye, er det ikke sikkert de er høye nok til å kaste gassen fullstendig ut av galaksen. Gassen vil bli fanget i den galaktiske haloen i mange millioner år, og kan til slutt falle tilbake på galaksen og sette i gang nye episoder med stjernedannelse.

Mer informasjon

Denne studien presenteres i en forskningsartikkel i tidsskriftet Nature 25. juli 2013: "The Starburst-Driven Molecular Wind in NGC 253 and the Suppression of Star Formation" av Alberto D. Bolatto et al.

Forskerteamet består av A. D. Bolatto (Department of Astronomy, Laboratory for Millimeter-wave Astronomy, og Joint Space Institute, University of Maryland, USA), S. R. Warren (University of Maryland), A. K. Leroy (National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, USA), F. Walter (Max-Planck Institut für Astronomie, Heidelberg, Tyskland), S. Veilleux (University of Maryland), E. C. Ostriker (Department of Astrophysical Sciences, Princeton University, USA), J. Ott (National Radio Astronomy Observatory, New Mexico, USA), M. Zwaan (European Southern Observatory, Garching, Tyskland), D. B. Fisher (University of Maryland), A. Weiss (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Tyskland), E. Rosolowsky (Department of Physics, University of Alberta, Canada) og J. Hodge (Max-Planck Institut für Astronomie, Heidelberg, Tyskland).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert 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 39 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Alberto Bolatto
University of Maryland
USA
Tlf.: +49 6221 528 493
E-post: bolatto@astro.umd.edu

Martin Zwaan
ESO
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6834
E-post: mzwaan@eso.org

Fabian Walter
Max-Planck Institut für Astronomie
Heidelberg, Germany
Tlf.: +49 6221 528 225
E-post: walter@mpia.de

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6655
Mob.: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1334 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.:eso1334no
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2013Natur.499..450B

Bilder

Tredimensjonal framstilling av gassutstrømningene fra NGC 253
Tredimensjonal framstilling av gassutstrømningene fra NGC 253
Starburst-galaksen NGC 253 observert med VISTA og ALMA
Starburst-galaksen NGC 253 observert med VISTA og ALMA
Posisjonen til galaksen NGC 253 i stjernebildet Billedhuggeren
Posisjonen til galaksen NGC 253 i stjernebildet Billedhuggeren
Vidvinkelbilde av NGC 253 fra VLT Survey Telescope
Vidvinkelbilde av NGC 253 fra VLT Survey Telescope

Videoer

Tredimensjonal framstilling av gassutstrømningene fra NGC 253
Tredimensjonal framstilling av gassutstrømningene fra NGC 253
Tredimensjonal framstilling av gassutstrømningene fra NGC 253
Tredimensjonal framstilling av gassutstrømningene fra NGC 253

Se også