eso1508no — Pressemelding

En bråmoden galakse i et ungt univers

ALMA og VLT studerer overraskende støvete og voksen galakse

2. mars 2015

Astronomer har for første gang identifisert støv i en svært fjern stjernedannende galakse. Det kan tyde på at galakser utviklet seg overraskende raskt i tiden etter Big Bang. Forskerteamet brukte ALMA for å registrere den svake gløden fra kaldt støv i A1689-zD1, en av de fjerneste galakser som noen gang er observert, mens avstandsbestemmelsen ble utført med ESOs Very Large Telescope.

En gruppe astronomer, ledet av Darach Watson ved Københavns Universitet, har brukt X-shooter-instrumentetVery Large Telescope samt Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) for å observere en av de yngste og mest fjerntliggende galakser vi kjenner til. Undersøkelsene avslørte et mye mer modent system enn noen hadde sett for seg på forhånd. Galaksens innhold av støv var på linje med det man finner hos et fullt utviklet eksemplar, som vår egen Melkeveigalakse. Kosmisk støv er avgjørende for framveksten av liv ettersom det bidrar til dannelsen av komplekse molekyler, planeter og vanlige stjerner.

Målet for forskernes observasjoner heter A1689-zD1 [1]. Denne galaksen kan studeres kun fordi dens lysstyrke forsterkes mer enn ni ganger av en såkalt gravitasjonslinse. Gravitasjonslinsen er i dette tilfellet den spektakulære galaksehopen Abell 1689, som ligger mellom Jorda og den unge galaksen. Uten gravitasjonslinseeffekten ville det ikke vært mulig å registrere lyset fra den svært lyssvake bakgrunnsgalaksen.

Vi ser A1689-zD1 slik den framstod da universet var bare ca. 700 millioner år, dvs. fem prosent av dets nåværende alder [2]. Det er et beskjedent system – mye mindre massivt og lyssterkt enn mange av de andre objekter som hittil er studert på dette tidlige stadiet i universets utvikling. A1689-zD1 anses derfor for å være mer representativ for de galaksene som eksisterte i det meget unge univers.

Vi observerer A1689-zD1 slik den var da universet gjennomgikk den såkalte reionisasjonsepoken, da de første stjernene begynte å skinne og deres intense ultrafiolette stråling gjorde universet gjennomskinnelig og dermed satte punktum for den "mørke tidsalderen". Observatørene forventet å se et system som bar preg av å være rimelig nydannet, men fant til sin store overraskelse en galakse med kompleks kjemi og massevis av interstellart støv.

"Etter å ha bekreftet galaksens avstand ved hjelp av VLT, ble vi klar over at objektet hadde blitt observert med ALMA tidligere. Vi hadde ikke spesielt store forventninger, så vi ble naturligvis veldig glade da vi oppdaget at ALMA-bildene inneholdt en klar deteksjon av dette fjerne og svake objektet," forteller Darach Watson. "Et av ALMA-observatoriets hovedmål er å finne galakser i det tidlige univers ved å lete etter strålingen som kald gass og støv sender ut. Og her har vi altså fanget en av dem!"

Galaksen var for et kosmisk spedbarn å regne, men den viste seg å være rimelig veslevoksen. I denne alderen burde den oppvise få tyngre grunnstoffer – dvs. stoffer tyngre enn hydrogen og helium og som astronomene definerer som metaller. Disse blir til i stjernenes indre og spres ut i rommet når stjerner ender sine liv. Prosessen må gjentas over flere stjernegenerasjoner for at det skal produseres betydelige mengder av tyngre grunnstoffer som karbon, oksygen og nitrogen.

Overraskende nok sendte A1689-zD1 ut mye stråling på fjern-infrarøde bølgelengder [3]. Det tyder på at den unge galaksen allerede hadde produsert mange stjerner og anselige mengder metaller, samt at forholdet mellom støv og gass faktisk var på samme nivå som for mye mer modne galakser.

"Selv om den eksakte opprinnelsen til det galaktiske støvet er uklar, antyder våre funn at støvet produseres svært raskt. Det må faktisk ha skjedd i løpet av de første 500 millioner år etter at stjernedannelsen tok til i universet. I kosmologien er dette et meget kort tidsrom, gitt at de fleste stjerner lever i milliarder av år," forklarer Darach Watson.

Studien viser at A1689-zD1 trolig har dannet stjerner jevnt og trutt i moderat tempo siden 560 millioner år etter Big Bang, eller eventuelt har gjennomgått en kort periode med svært intens stjernedannelse ("starburst") etterfulgt av en periode med avtagende stjerneproduksjon.

Flere astronomer har vært skeptiske til hvorvidt man kunne oppdage så fjerne galakser på denne måten. Men ikke nå lenger. Selv korte observasjoner med ALMA var nok til å registrere A1689-zD1s svake lys. 

"Denne forbløffende støvete galaksen ser ut til å ha hatt hastverk med å danne sine første stjernegenerasjoner. I framtiden vil ALMA hjelpe oss å oppdage flere galakser som denne, slik at vi kanskje kan forstå hvorfor de er så ivrige etter å vokse opp," tilføyer medforfatter på forskningsartikkelen, Kirsten Knudsen ved Chalmers tekniske høyskole i Sverige.

Fotnoter

[1] Galaksen ble oppdaget på bilder tatt med Romteleskopet Hubble. Den ble antatt å befinne seg svært langt unna, men avstanden kunne ikke bestemmes nøyaktig ut fra Hubble-dataene.

[2] Dette tilsvarer en rødforskyvning på 7,5.

[3] På grunn av universets utvidelse er galaksens opprinnelig infrarøde lys strukket ut slik at vi på Jorda nå mottar det som submillimeterstråling, som ALMA kan fange opp med sine følsomme parabolantenner.

Mer informasjon

Studien presenteres i en forskningsartikkel i journalen Nature 2. mars 2015: "A dusty, normal galaxy in the epoch of reionization" av D. Watson et al.

Forskerteamet består av D. Watson (Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Danmark), L. Christensen (University of Copenhagen), K. K. Knudsen (Chalmers University of Technology, Sverige), J. Richard (CRAL, Observatoire de Lyon, Saint Genis Laval, Frankrike), A. Gallazzi (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italia) og M. J. Michalowski (SUPA, Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, Storbritannia).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 16 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike, samt vertsnasjonen Chile. 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 har ESO oppført Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskoper. 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 en viktig partner i ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. På Cerro Armazones, ikke langt fra Paranal, er ESO i ferd med å bygge European Extremely Large Telescope (E-ELT). Med en speildiameter på 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

Darach Watson
Niels Bohr Institute
University of Copenhagen, Denmark
Tlf.: +45 2480 3825
E-post: darach@dark-cosmology.dk

Kirsten K. Knudsen
Chalmers University of Technology
Onsala, Sweden
Tlf.: +46 31 772 5526
Mob.: +46 709 750 956
E-post: kirsten.knudsen@chalmers.se

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 eso1508 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.:eso1508no
Navn:Abell 1689
Type:Early Universe : Galaxy : Grouping : Cluster
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, Very Large Telescope
Instruments:X-shooter
Science data:2015Natur.519..327W

Bilder

Posisjonen (jf. firkant) til den fjerne og støvete galaksen A1689-zD1 bak galaksehopen Abell 1689
Posisjonen (jf. firkant) til den fjerne og støvete galaksen A1689-zD1 bak galaksehopen Abell 1689
Bilde tatt i synlig og infrarødt lys av den fjerne, støvete galaksen A1689-zD1 bak galaksehopen Abell 1689
Bilde tatt i synlig og infrarødt lys av den fjerne, støvete galaksen A1689-zD1 bak galaksehopen Abell 1689
Den fjerne, støvete galaksen A1689-zD1 bak galaksehopen Abell 1689
Den fjerne, støvete galaksen A1689-zD1 bak galaksehopen Abell 1689
Vidvinkelbilde av himmelen rundt galaksehopen Abell 1689
Vidvinkelbilde av himmelen rundt galaksehopen Abell 1689

Videoer

Zoom inn på Abell 1689 og en svært fjern og støvete galakse
Zoom inn på Abell 1689 og en svært fjern og støvete galakse

Se også