Kids

eso1339no — Pressemelding

Peanøtten i hjertet av galaksen vår

Nytt 3D-kart over Melkeveiens sentralområde

12 September 2013

To astronomteam har brukt data fra ESOs teleskoper til å lage det hittil beste tredimensjonale kart over Melkeveiens sentrale utbulning. De har funnet ut at den indre regionen fra visse vinkler kan minne om en peanøtt eller bokstaven X. Den snodige formen ble kartlagt ved hjelp av data fra ESOs kartleggingsteleskop VISTA og målinger av bevegelsene til flere hundre svært lyssvake stjerner i den sentrale utbulningen.

En av de viktigste og mest massive delene av vår galakse er den såkalte sentrale utbulning. Dette enorme området midt i Melkeveien strekker seg over tusenvis av lysår og inneholder omkring 10 milliarder stjerner. Utbulningens struktur og opprinnelse er imidlertid ikke så godt forstått.

Sola og Jorda holder til i galaksens plan i en avstand av rundt 27 000 lysår fra galaksesenteret. Tette gass- og støvskyer i galakseskiven hindrer oss dessverre i å studere sentralområdet i synlig lys. Astronomer må derfor ty til observasjoner på lengre bølgelengder, for eksempel infrarødt lys, siden disse kan trenge gjennom støvskyene.

Tidligere observasjoner fra den infrarøde himmelkartleggingen 2MASS har avdekket at utbulningen ser ut til å ha en mystisk X-formet struktur. Nå har to ulike forskergrupper skaffet seg et mye bedre bilde av områdets oppbygning takket være nye observasjoner utført med flere av ESOs teleskoper.

Den første gruppen, fra Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik (MPE) i Garching i Tyskland, anvendte observasjoner fra VISTA-teleskopet (/public/norway/teles-instr/surveytelescopes/) ved ESOs Paranal-observatorium i Chile. Dataene stammer fra VVV-prosjektet, en omfattende himmelkartlegging på nær-infrarøde bølgelengder (eso1101, eso1128, eso1141, eso1242, eso1309), som kan fange opp stjerner som er tretti ganger svakere enn de man har avbildet i tidligere kartlegginger av den sentrale utbulning. Teamet identifiserte totalt 22 millioner stjerner som tilhører en bestemt type røde kjemper [2]. Disse objektene er spesielt nyttige i denne sammenheng siden de har egenskaper som gjør at man kan utlede avstandene til dem.

"Sammenlignet med tidligere studier inneholder katalogene fra VISTA stjerner med mye lavere lysstyrke. Vi får derfor registrert hele denne stjernepopulasjonen i alle unntatt de mest støvtette regioner," forklarer hovedforfatteren av det ene teamets forskningsartikkel, Christopher Wegg (MPE). "På bakgrunn av fordelingen av disse stjernene kan vi lage et tredimensjonalt kart over galaksens sentrale utbulning. Dette er første gang et slikt kart er laget uten å starte med en antagelse om utbulningens form."

"Studien vår viser at galaksens sentralområde sett fra siden har form som en peanøtt med skall rundt. Sett ovenfra ligner det imidlertid en lang stav," tilføyer Ortwin Gerhard, som er medforfatter og leder av forskergruppen ved MPE [3]. "Det er spennende endelig å kunne se dette tydelig i vår egen Melkeveigalakse. Våre og andre forskergruppers datasimuleringer viser at denne formen er et typisk kjennetegn for stavspiraler som begynte sine liv som rene skiver av stjerner."

Det andre internasjonale astronomteamet, ledet av den chilenske PhD-studenten Sergio Vásquez (Pontificia Universidad Católica de Chile og ESO), valgte en annen framgangsmåte for å undersøke utbulningen. Ved å sammenligne bilder tatt med elleve års mellomrom med MPG/ESOs 2,2-metersteleskop, var de i stand til å måle stjernenes ørsmå bevegelser på tvers av synslinjen. Når disse ble kombinert med målinger av de samme stjernenes bevegelser mot eller vekk fra Jorda (altså langs synslinjen, [4]), kunne astronomene kartlegge i tre dimensjoner de nøyaktige bevegelsene til mer enn 400 stjerner.

"Dette er første gang noen har klart å beregne hastigheter i tre dimensjoner for et stort antall enkeltstjerner fra begge sider av Melkeveiens sentrale utbulning," sier Vásquez. "Stjernene vi har observert, ser ut til å strømme langs armene til den X-formede utbulningen, og omløpsbanene rundt senteret tar dem tidvis ut av Melkevenens plan. Alt samsvarer faktisk meget godt med det de nyeste modellene forutsier."

Astronomene tror Melkeveien opprinnelig var en ren skive av stjerner og at det etter hvert vokste fram en flat stavlignende struktur [5]. De indre delene slo dernest bulk på seg og dannet den tredimensjonale peanøttformen som nå sees i de nye observasjonene.

Fotnoter

[1] VVV står for "VISTA Variables in the Via Lactea Survey" og er en av seks store himmelkartlegginger som utføres med VISTA-teleskopet. Dataene fra VVV-prosjektet innlemmes i ESOs vitenskapsarkiv og gjøres raskt tilgjengelig for astronomer verden over. Det var slik forskerne ved MPE fikk tilgang til observasjonene.

[2] Stjernetypen som ble valgt ut i denne studien, kalles "red clump giant stars" på engelsk (røde klumpkjempestjerner direkte oversatt til norsk). På dette stadiet i livet er stjernenes totale energiutstråling (luminositet) mer eller mindre uavhengig av deres alder og kjemiske sammensetning, noe som betyr at stjernene kan brukes som standardlys. Mengden av gass og støv som ligger mellom Jorda og stjernene, kan utledes direkte fra stjernenes observerte farger, slik at deres lysstyrker uten påvirkning fra støv kan beregnes. Dette gir dernest omtrentlige avstander til hver og en stjerne når man går ut fra at de alle har noenlunde samme faktiske lysstyrke. Den gode romlige dekningen til VVV-kartleggingen gjorde at astronomene kunne beregne avstander og hastigheter gjennom hele den indre regionen til Melkeveien og dermed kartlegge den tredimensjonale strukturen til utbulningen.

[3] Lignende peanøttstrukturer er observert i utbulningen i sentrum av andre galakser. Deres opprinnelse er forutsagt av datasimuleringer, som viser at peanøttformen dannes ved at stjernene følger baner som danner en X sett fra siden.

[4] Observasjonene av disse radielle hastighetene ble gjort med FLAMES-GIRAFFE-spektrografen på ESOs Very Large Telescope og IMACS-spektrografen ved Las Campanas-observatoriet.

[5] Mange galakser, Melkeveien inkludert, har lange, smale strukturer kalt staver, som går gjennom sentralområdet deres.

Mer informasjon

Denne studien presenteres i to forskningsartikler: "Mapping the three-dimensional density of the Galactic bulge with VVV red clump stars" av C. Wegg et al., som snart vil publiseres i journalen Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, og "3D kinematics through the X-shaped Milky Way bulge" av S. Vásquez et al., som nylig er publisert i Astronomy & Astrophysics.

Det første forskerteamet består av C. Wegg og O. Gerhard (begge fra Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik i Garching i Tyskland).

Det andre teamet består av S. Vásquez (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile; ESO, Santiago, Chile), M. Zoccali (Pontificia Universidad Católica de Chile), V. Hill (Université de Nice Sophia-Antipolis, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Nice, Frankrike), A. Renzini (INAF − Osservatorio Astronomico di Padova, Italia; Observatoire de Paris, Frankrike), O. A. González (ESO, Santiago, Chile), E. Gardner (Université de Franche-Comté, Besançon, Frankrike), V. P. Debattista (University of Central Lancashire, Preston, Storbritannia), A. C. Robin (Université de Franche-Comté), M. Rejkuba (ESO, Garching, Tyskland), M. Baffico (Pontificia Universidad Católica de Chile), M. Monelli (Instituto de Astrofísica de Canaria og Universidad de La Laguna, La Laguna, Tenerife, Spania), V. Motta (Universidad de Valparaiso, Chile) og D. Minniti (Pontificia Universidad Católica de Chile; Vatican Observatory, Italia).

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

Christopher Wegg
Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 30000 3715
E-post: wegg@mpe.mpg.de

Ortwin Gerhard
Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 30000 3539
E-post: gerhard@mpe.mpg.de

Sergio Vásquez
Instituto de Astrofísica — P. Universidad Católica
Santiago, Chile
Tlf.: +56 2 2354 4940
E-post: svasquez@astro.puc.cl

Manuela Zoccali
Instituto de Astrofísica — P. Universidad Católica
Santiago, Chile
Tlf.: +56 2 2354 4940
E-post: mzoccali@astro.puc.cl

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 eso1339 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 Jan-Erik Ovaldsen og Andreas O. Jaunsen. Pressemeldingen er oversatt av JEO.
Bookmark and Share

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1339no
Science data:2013MNRAS.435.1874W
2013A&A...555A..91V

Bilder

Kunstnerisk framstilling av Melkeveiens sentrale utbulning
Kunstnerisk framstilling av Melkeveiens sentrale utbulning
Melkeveiens sentrale utbulning sett over ESOs 3,6-metersteleskop
Melkeveiens sentrale utbulning sett over ESOs 3,6-metersteleskop
Lite utsnitt fra VISTA-teleskopets kartlegging av Melkeveiens utbulning
Lite utsnitt fra VISTA-teleskopets kartlegging av Melkeveiens utbulning
Hubble-bilde av galaksen NGC 4710 og dens X-formede utbulning
Hubble-bilde av galaksen NGC 4710 og dens X-formede utbulning
Kunstnerisk framstilling av Melkeveien (med tekst)
Kunstnerisk framstilling av Melkeveien (med tekst)
Vidvinkelbilde av deler av Melkeveiens sentrale utbulning
Vidvinkelbilde av deler av Melkeveiens sentrale utbulning
Kunstnerisk framstilling av Melkeveien
Kunstnerisk framstilling av Melkeveien

Videoer

Kunstnerisk framstilling av Melkeveien
Kunstnerisk framstilling av Melkeveien
Simulering av den X-formede utbulningen i Melkeveien
Simulering av den X-formede utbulningen i Melkeveien

Se også