eso1437no — Pressemelding

MUSE avdekker den sanne historien bak galaktisk kollisjon

10. november 2014

Det nye MUSE-instrumentet på ESOs Very Large Telescope har gitt forskere et unikt innblikk i et spektakulært kosmisk sammenstøt. De nye observasjonene viser for første gang bevegelsen til gass som presses ut av galaksen ESO 137-001 idet den i høy hastighet farer inn i en enorm galaksehop. Resultatene er nøkkelen til å løse det langvarige mysteriet om hvorfor galakser i galaksehoper plutselig slutter å danne nye stjerner.

Et forskerteam leder av Michele Fumagalli fra Extragalactic Astronomy Group og Institute for Computational Cosmology ved Durham-universitetet var blant de første til å bruke ESOs nye MUSE-instrument (Multi Unit Spectroscopic Explorer), som er installert på Very Large Telescope (VLT). Målet for studien var ESO 137-001, en spiralgalakse om lag 200 millioner lysår unna i stjernebildet Sørlige triangel. Observasjonene gav forskerne et unikt innblikk i hva som egentlig foregår i denne galaksen mens den suser inn i Normahopen.

MUSE gir astronomene ikke bare et bilde, men også et fargespektrum for hver eneste piksel i bildet. Instrumentet produserer omtrent 90 000 spektra for hvert objekt som avbildes. Informasjonen brukes til å lage et særdeles detaljert kart over bevegelsene i og de fysiske egenskapene til objektene som observeres [1].

Galaksen ESO 137-001 strippes for råmaterialet sitt grunnet en prosess man kan kalle ramtrykkstripping – på engelsk "ram-pressure stripping" – som inntreffer når et objekt beveger seg med stor hastighet gjennom en væske eller gass. Fenomenet minner om måten luften blåser pelsen på en hund bakover når hunden stikker hodet ut av vinduet på en bil i bevegelse. Galaksehoper omgis av gigantiske skyer av svært tynn og varm gass. Det er denne gassen ESO 137-001 nå faller inn mot i en hastighet av flere millioner kilometer i timen [2]

Galaksen er i ferd med å bli frarøvet det meste av gassen sin – drivstoffet den sårt trenger for å lage neste generasjon unge, blå stjerner. ESO 137-001 er midt inne i en hektisk oppussing av galaktiske proporsjoner, der den forvandles fra en blålysende gassrik galakse til en gassfattig rød en. Forskerne foreslår at prosessen de nå har observert, kan bidra til å løse en seiglivet vitenskapelig gåte.

"Å finne ut hvordan og hvorfor galakser i galaksehoper utvikler seg fra å være blå til å være røde over et veldig kort tidsrom, er faktisk en av de største utfordringene i moderne astronomi," sier Fumagalli. "Å ta en galakse på fersken idet den veksler fra den ene tilstanden til den andre, gjør det mulig for oss å undersøke hvordan dette skjer."

Å skulle observere en slik kosmisk begivenhet er imidlertid ingen enkel sak. Normahopen ligger nær Melkeveiens plan og er derfor skjult bak store mengder galaktisk støv og gass.

MUSE-instrumentet, som er montert på et av de fire 8-metersteleskopene som utgjør Very Large Telescope ved Paranal-observatoriet i Chile, hadde det som skulle til. Forskerne klarte ikke bare å registrere gassen i og omkring galaksen, de kunne i tillegg se hvordan den bevegde seg. Det nye instrumentet er så effektivt at kun en times observasjonstid var nok for å skaffe et høyoppløst bilde av galaksen samt informasjon om gassens fordeling og bevegelse.

Observasjonene viser at utkanten av ESO 137-001 allerede er fullstendig blottet for gass. Årsaken er at gassen i galaksehopen – varmet opp til millioner av grader – presser den kaldere gassen ut av ESO 137-001 etter hvert som galaksen fyker mot midten av hopen. Dette skjer først i galaksens spiralarmer, hvor materien er mindre tett og gravitasjonen derfor ikke har så godt grep om gassen. I sentrum av galaksen er imidlertid gravitasjonskraften stor nok til fortsatt å holde igjen deler av gassen.

Denne kosmiske dragkampen vil omsider ende med at all den galaktiske gassen blir feid vekk. De lysende filamentene bak ESO 137-001 er selve beviset på at et dramatisk ran har funnet sted. Gassen som er frarøvet galaksen, blandes med den varme gassen i hopen og danner storslåtte haler som strekker seg mer enn 200 000 lysår bakover (denne lengden tilsvarer omtrent to ganger diameteren til vår egen galakse).

Forskerteamet tok en nærmere titt på en av disse gasstrømmene for å undersøke turbulensen som fulgte av sammenstøtet. MUSE-observasjonene viser overraskende nok at gassen fortsetter å rotere på samme måte som ESO 137-001 gjør, selv etter å ha blitt strippet fra galaksen. Astronomene kunne dessuten fastslå at stjernene i galaksen fortsetter i sine normale baner rundt galaksesenteret. Dette er enda et bevis på at det er galaksehopens varme gass, ikke gravitasjonen, som er ansvarlig for å ribbe galaksen [3].

"Takket være dataene fra MUSE kommer vi stadig nærmere en komplett forståelse av prosessene som er involvert i kollisjoner som dette. Vi er i stand til å se bevegelsen til galaksen og den strippede gassen i minste detalj, noe som ikke hadde vært mulig uten det nye og unike MUSE-instrumentet. Disse og framtidige observasjoner vil hjelpe oss å utvikle enda bedre teorier for hvilke prosesser som er viktige for galaksenes utvikling," avslutter medforfatter av forskningsartikkelen, Matteo Fossati (Universitäts-Sternwarte i München og Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik i Garching i Tyskland).

Fotnoter

[1] MUSE er den første store integralfeltspektrograf  (på engelsk "integral-field spectrograph") som er installert på et 8-metersteleskop. Tidligere studier av ESO 137-001 var, til sammenligning, bare i stand til å innhente 50 spektra.

[2] Romteleskopet Hubble (NASA/ESA) har tatt et spektakulært bilde av dette objektet. I motsetning til MUSE kan ikke Hubble-teleskopet avsløre hvordan materialet i galaksen beveger seg. 

[3] Dersom gravitasjonen spilte en rolle i denne prosessen ville man forvente å se forstyrrelser i selve galaksen, noe forskerne i denne studien altså ikke gjør.

Mer informasjon

Denne studien presenteres i en forskningsartikkel i journalen Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 10. november 2014: "MUSE sneaks a peek at extreme ram-pressure stripping events. I. A kinematic study of the archetypal galaxy ESO137-001."

Forskerteamet består av Michele Fumagalli (Extragalactic Astronomy Group og Institute for Computational Cosmology, Durham University, Storbritannia), Matteo Fossati (Universitäts-Sternwarte München og Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Tyskland), George K. T. Hau (ESO, Santiago, Chile), Giuseppe Gavazzi (Università di Milano-Bicocca, Italia), Richard Bower (Extragalactic Astronomy Group og Institute for Computational Cosmology, Durham University, Storbritannia), Alessandro Boselli (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Frankrike) og Ming Sun (Department of Physics, University of Alabama, USA).

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

Michele Fumagalli
Institute for Computational Cosmology, Durham University
Durham, United Kingdom
Tlf.: +44 191 334 3789
E-post: michele.fumagalli@durham.ac.uk

Matteo Fossati
Universitäts-Sternwarte München and Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Munich, Germany
Tlf.: +49 89 30000 3890
E-post: mfossati@mpe.mpg.de

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

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1437 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.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1437no
Navn:ESO 137-001
Type:Local Universe : Galaxy : Type : Interacting
Facility:Very Large Telescope
Science data:2014MNRAS.445.4335F

Bilder

MUSE-bilde av galaksen ESO 137-001 og den strippede gassen
MUSE-bilde av galaksen ESO 137-001 og den strippede gassen
MUSE-bilde av galaksen ESO 137-001 og den strippede gassen
MUSE-bilde av galaksen ESO 137-001 og den strippede gassen
Galaksen ESO 137-001 i stjernebildet Sørlige triangel
Galaksen ESO 137-001 i stjernebildet Sørlige triangel
Vidvinkelbilde av himmelen rundt galaksen ESO 137-001
Vidvinkelbilde av himmelen rundt galaksen ESO 137-001
Galaksen ESO 137-001 avbildet av romteleskopene Hubble og Chandra
Galaksen ESO 137-001 avbildet av romteleskopene Hubble og Chandra

Videoer

Zoom inn på galaksen ESO 137-001
Zoom inn på galaksen ESO 137-001
MUSE shows ESO 137-001 in three dimensions
MUSE shows ESO 137-001 in three dimensions
kun på engelsk

Se også