eso1516nb — Pressemelding

Kjempegalakser dør innenfra og ut

VLT- og Hubble-observasjoner viser at stjernedannelsen slukkes først i midten av elliptiske galakser

16. april 2015

Astronomer har for første gang gjort rede for hvordan stjernedannelsen sluknet i "døde" galakser for flere milliarder år siden. Tre milliarder år etter Big Bang produserte disse galaksene fortsatt stjerner i ytterkantene, men ikke lenger i sitt indre, ifølge nye data fra ESOs Very Large Telescope og NASA/ESAs Hubble-teleskop. Stansen i stjernedannelsen ser ut til å ha begynt i kjernen til galaksene og så spredt seg til de ytre delene. Studien presenteres i journalen Science 17. april 2015.

I dagens univers er massive elliptiske galakser et vanlig syn. En gang i tiden fødte de stjerner i et forrykende tempo, men nå virker de nærmest å være i dvale. Hvorfor de plutselig sluttet å danne stjerner har lenge vært et stort mysterium for astronomene. Disse galaktiske kjempene, som også kalles sfæroider på grunn av sin form, har gjerne ti ganger større tetthet av stjerner i sine sentralområder sammenlignet med vår egen galakse, og dessuten ti ganger større masse totalt sett.

Astronomer omtaler kjempegalaksene som "røde og døde" ettersom de inneholder massevis av eldgamle, røde stjerner, men mangler unge, blå stjerner. De viser heller ingen tegn til nylig stjernedannelse. Den estimerte alderen til de røde stjernene tyder på at vertsgalaksene deres sluttet å danne nye stjerner for omkring ti milliarder år siden. Dette produksjonsstoppet inntraff på en tid da stjernedannelsen i resten av universet var på sitt mest intense og mange galakser fødte stjerner rundt 20 ganger raskere enn i dag.

"Massive, døde sfæroider inneholder om lag halvparten av alle stjernene som universet noensinne har produsert," sier hovedforfatteren av forskningsartikkelen, Sandro Tacchella ved ETH Zurich i Sveits. "Vi kan ikke påstå at vi forstår hvordan universet har utviklet seg fram til det vi observerer i dag, uten at vi også forstår hvordan disse galaksene ble til."

Tacchellas team observerte totalt 22 fjerne galakser. De hadde betydelige forskjeller hva angår masse, men de befant seg alle i noenlunde samme avstand. Grunnet den store avstanden sees galaksene slik de framstod for rundt ti milliarder år siden [1]. SINFONI-instrumentet på ESOs Very Large Telescope (VLT) registrerte lyset fra galaksene og viste astronomene nøyaktig hvor stjerneproduksjonen fant sted. SINFONI var i stand til å gjøre slike detaljerte målinger takket være sitt adaptiv optikk-system, som nesten fullstendig fjerner den slørende effekten Jordas atmosfære har på observasjoner utført fra bakken.

Forskerne observerte de samme galaksene med Romteleskopet Hubble, som nyter godt av perfekte forhold i bane rundt Jorda. Hubbles WFC3-kamera, som tok bilder i nær-infrarødt, gav teamet oversikt over hvordan de gamle stjernene var fordelt i de stjernedannende galaksene.

"Det er utrolig at SINFONIs adaptiv optikk-system kan fjerne forstyrrelsene fra jordatmosfæren og på den måten gi oss detaljert informasjon om hvor i galaksene det fødes nye stjerner. Og nøyaktigheten er like god som med Hubble-teleskopet," kommenterer medforfatter Marcella Carollo (ETH Zurich).

Ifølge de nye dataene opprettholdt de mest massive av de 22 galaksene en stabil stjernedannelse i sine ytterste deler. Men i de tettpakkete sentralområdene var produksjonen av nye stjerner allerede avsluttet.

"Fenomenet vi nå har demonstrert, nemlig at stjernedannelsen først stanset i midten og senere lenger og lenger ut i galaksen, burde kaste nytt lys på den underliggende og mye omdiskuterte mekanismen," sier Alvio Renzin ved Padova-observatoriet i Italia.

En ledende teori sier at materialet som burde inngått i stjernedannelsen, i stedet spres utover av voldsomme energistrømmer som galaksens sentrale supermassive sorte hull sender ut når det slurper i seg omliggende materie. En annen idé går ut på at fersk gass slutter å strømme inn i galaksen, slik at den ikke lenger har brensel til å lage nye stjerner og dermed ender opp som en rød og død sfæroidegalakse.

"Det er foreslått en rekke fysiske mekanismer for å forklare de massive sfæroidenes død," sier medforfatter Natascha Förster Schreiber ved Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik i Garching i Tyskland. "Oppdagelsen av at stansen i stjerneproduksjonen begynte i sentralområdet og så spredte seg utover, er et svært viktig skritt på veien mot å forstå hvordan universet vårt ble seende ut slik det gjør i dag."

Fotnoter

[1] Til sammenligning er universets alder ca. 13,8 milliarder år.

Mer informasjon

Studien presenteres i en forskningsartikkel i journalen Science 17. april 2015: "Evidence for mature bulges and an inside-out quenching phase 3 billion years after the Big Bang" av S. Tacchella et al.

Forskerteamet består av Sandro Tacchella (ETH Zurich, Sveits), Marcella Carollo (ETH Zurich), Alvio Renzini (Italian National Institute of Astrophysics, Padova, Italia), Natascha Förster Schreiber (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, Tyskland), Philipp Lang (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik), Stijn Wuyts (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik), Giovanni Cresci (Istituto Nazionale di Astrofisica), Avishai Dekel (The Hebrew University, Israel), Reinhard Genzel (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik and University of California, Berkeley, California, USA), Simon Lilly (ETH Zurich), Chiara Mancini (Italian National Institute of Astrophysics), Sarah Newman (University of California, Berkeley, California, USA), Masato Onodera (ETH Zurich), Alice Shapley (University of California, Los Angeles, USA), Linda Tacconi (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, Tyskland), Joanna Woo (ETH Zurich) og Giovanni Zamorani (Italian National Institute of Astrophysics, Bologna, Italia).

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

Sandro Tacchella
ETH Zurich
Zurich, Switzerland
Tlf.: +41 44 633 6314
Mob.: +41 76 480 7963
E-post: sandro.tacchella@phys.ethz.ch

Marcella Carollo
ETH Zurich
Zurich, Switzerland
Tlf.: +41 797 926 581
E-post: marcella@phys.ethz.ch

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

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1516 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.:eso1516nb
Navn:Galaxies
Type:Early Universe : Galaxy : Type : Elliptical
Facility:Hubble Space Telescope,Very Large Telescope
Science data:2015Sci...348..314T

Bilder

Galakser dør innenfra og ut
Galakser dør innenfra og ut
Den elliptiske galaksen IC 2006
Den elliptiske galaksen IC 2006

Se også