eso1522nb — Pressemelding

ALMA med rekordskarpt bilde av Einstein-ring i det fjerne univers

8. juni 2015

ALMA-observatoriet har i forbindelse med sin Long Baseline-kampanje produsert et fantastisk detaljert bilde av en svært fjern gravitasjonslinset galakse. Gravitasjonslinseeffekten gjør at vi observerer et forstørret bilde av galaksens stjernedannelsesområder, og aldri før har man sett detaljer på dette nivået i et så fjernt objekt. De nye observasjonene, som er betydelig mer detaljerte enn det Romteleskopet Hubble kan oppnå, avslører regioner med stjernedannelse som kan minne om forvokste versjoner av Oriontåken i vår egen galakse.

ALMAs Long Baseline-kampanje har produsert mange forbløffende bilder og samlet unik informasjon om objekter i det nære så vel som det fjerne univers. Observasjoner gjort på slutten av 2014 i anledning denne kampanjen rettet seg mot en fjern galakse med betegnelsen SDP.81. Lyset fra dette objektet er påvirket av en kosmisk effekt kjent som gravitasjonslinsing. En massiv galakse mellom SDP.81 og Jorda [1] fungerer som en linse, som forvrenger bakgrunnsgalaksens lys og skaper et nesten perfekt eksempel på en såkalt Einstein-ring [2].

Minst syv forskergrupper [3] har uavhengig av hverandre analysert ALMA-observasjonene av SDP.81. De mange forskningsartiklene har resultert i enestående informasjon om galaksen og dens oppbygning, innhold og bevegelse samt andre fysiske egenskaper.

ALMA fungerer som et interferometer. Kort fortalt er alle enkeltantenne i nettverket koblet sammen for å oppnå samme oppløsning som ett gigantisk teleskop [4]. Oppløsningen i de nye ALMA-bildene av SDP.81 er inntil seks ganger bedre [5] enn på infrarøde bilder fra NASA/ESAs Hubble-teleskop.

Astronomenes sofistikerte datamodeller avdekker struktur på et nivå man ikke har sett tidligere i SDP.81. Man kan identifisere støvete skyer man antar er enorme ansamlinger av kald molekylgass – med andre ord steder hvor stjerner og planeter blir til. Modellene er i stand til å korrigere for forvrengningen forårsaket av den kosmiske gravitasjonslinsen.

ALMA-observasjonene av galaksen er så skarpe at forskerne kan se klumper av stjernedannelse helt ned i størrelser på rundt hundre lysår, og dette attpåtil på "andre siden" av universet. Klumpene er gigantiske utgaver av vår egen Oriontåke, med flere tusen ganger større stjerneproduksjon. Aldri før har man klart å se dette fenomenet i en så ekstremt fjerntliggende galakse.

"Det rekonstruerte ALMA-bildet av galaksen er simpelthen spektakulært," sier Rob Ivison, medforfatter på to av forskningsartiklene og dessuten vitenskapelig direktør ved ESO. "ALMAs enorme lyssamlende evne, den store avstanden mellom antennene og den stabile atmosfæren over Atacamaørkenen bidrar til meget detaljerte observasjoner hva angår både bilder og spektra. Vi kan dermed fange svake signaler samt få informasjon om hvordan de ulike delene av galaksen beveger seg. Vi kan studere galakser i det virkelig fjerne univers idet de kolliderer og setter i gang voldsom stjernedannelse. Er det rart jeg elsker jobben min?"

Ved hjelp av spektrene som ble tatt med ALMA, kunne astronomene også måle hvordan galaksen roterer og estimere dens masse. Dataene viser at gassen i galaksen er ustabil: Klumper i gasskyene trekker seg sammen og vil trolig i framtiden gi opphav til nye, kjempestore områder med stjernedannelse.

Modelleringen av linseeffekten indikerer dessuten at det finnes et supermassivt sort hull i sentrum av forgrunnsgalaksen, som altså opptrer som gravitasjonslinse [6]. Den midterste delen av SDP.81 er for lyssvak til å kunne fanges opp av ALMA, hvilket tyder på at forgrunnsgalaksen huser et supermassivt sort hull med mer enn 200–300 millioner ganger større masse enn Sola.

Det betydelige antall forskningsartikler som nå publiseres basert på dette ene ALMA-datasettet, viser tydelig hvor begeistret forskere rundt om i verden er for teleskopets høye oppløsning og store lyssamlende evne. I årene framover vil ALMA gi oss mange flere oppdagelser og avdekke mer om naturen til galakser i det fjerne univers.

Fotnoter

[1] Den gravitasjonslinsede galaksen sees slik den framstod da universet var bare 15 prosent av sin nåværende alder, dvs. kun 2,4 milliarder år etter Big Bang. Lyset fra galaksen har brukt 11,4 milliarder år på å nå fram til Jorda og har på veien tatt en liten omvei rundt en stor forgrunnsgalakse som ligger "bare" fire milliarder lysår unna oss.

[2] Gravitasjonslinser ble forutsagt av Albert Einstein i hans generelle relativitetsteori. Teorien sier at objekter bøyer rom og tid. All type stråling som nærmer seg det krumme tidrommet, vil følge formen som objektet har skapt. Effekten gjør at svært massive objekter, som galakser og galaksehoper, kan fungere som kosmiske forstørrelsesglass. En Einstein-ring er et spesielt fenomen som opptrer når Jorda, linsegalaksen i forgrunnen og den linsede bakgrunnsgalaksen ligger perfekt på linje. Da vil bakgrunnskilden sees som en ring av lys. Situasjonen illustreres i video A og B.

[3] De ulike forskergruppene er listet nedenfor under "Mer informasjon".

[4] De aller fineste detaljer sees når interferometerets antenner er plassert lengst mulig fra hverandre, noe som i ALMAs tilfelle er opptil 15 kilometer. I denne saken kan du se tidligere ALMA-observasjoner av gravitasjonslinser gjort i en mye mer kompakt konfigurasjon, der største avstand mellom antennene var kun ca. 500 meter.

[5] På ALMA-bildene kan astronomene se strukturer med en utstrekning ned mot 0,023 buesekunder (23 millibuesekunder). Hubble-teleskopet observerte galaksen i infrarødt lys med en oppløsning på rundt 0,16 buesekunder. På kortere bølgelengder, nærmere bestemt ultrafiolett lys, kan imidlertid Hubble-teleskopet komme ned mot 0,022 buesekunder. ALMAs oppløsning kan tilpasses ulike typer observasjoner ved å flytte antennene nærmere eller lenger fra hverandre. I denne studien var antennene plassert i maksimal avstand, noe som gav best mulig oppløsning.

[6] Det høyoppløste ALMA-bildet gjør det mulig for forskerne å lete etter bakgrunnsgalaksens sentralområde, som forventes å kunne sees i midten av Einstein-ringen. Hvis forgrunnsgalaksen (linsegalaksen) har et supermassivt sort hull i sentrum, vil lyset i midten av ringen bli svakere. Eksakt hvor svakt dette lyset er, avhenger av massen til det sorte hullet i forgrunnsgalaksen.

Mer informasjon

Studien presenteres i åtte kommende forskningsartikler. Forskerteamene er som følger:

http://arxiv.org/abs/1503.07605
Yoichi Tamura (The University of Tokyo), Masamune Oguri (The University of Tokyo), Daisuke Iono (National Astronomical Observatory of Japan/SOKENDAI), Bunyo Hatsukade (National Astronomical Observatory of Japan), Yuichi Matsuda (National Astronomical Observatory of Japan/SOKENDAI), and Masao Hayashi (National Astronomical Observatory of Japan).

http://arxiv.org/abs/1503.08720
Simon Dye (University of Nottingham), Christina Furlanetto (University of Nottingham; CAPES Foundation, Ministry of Education of Brazil, Brazil), Mark Swinbank (Durham University), Catherine Vlahakis (Joint ALMA Observatory, Chile; ESO, Chile), James Nightingale (University of Nottingham), Loretta Dunne (University of Canterbury, New Zealand; Institute for Astronomy [IfA], Royal Observatory Edinburgh), Steve Eales (Cardiff University), Ian Smail (Durham), Ivan Oteo-Gomez (IfA, Edinburgh; ESO, Germany), Todd Hunter (National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, Virginia, USA), Mattia Negrello (INAF, Osservatorio Astronomico di Padova, Vicolo Osservatorio, Padova, Italy), Helmut Dannerbauer (Universitat Wien, Vienna, Austria), Rob Ivison (IfA, Edinburgh; ESO, Germany), Raphael Gavazzi (Universite Pierre et Marie Curie, Paris), Asantha Cooray (California Institute of Technology, USA) and Paul van der Werf (Leiden University, The Netherlands).

http://arxiv.org/abs/1505.05148
Mark Swinbank (Durham University), Simon Dye (University of Nottingham), James Nightingale (University of Nottingham), Christina Furlanetto (University of Nottingham; CAPES Foundation, Ministry of Education of Brazil, Brazil), Ian Smail (Durham), Asantha Cooray (California Institute of Technology, USA), Helmut Dannerbauer (Universitat Wien, Vienna, Austria), Loretta Dunne (University of Canterbury, New Zealand; Institute for Astronomy [IfA], Royal Observatory Edinburgh), Steve Eales (Cardiff University), Raphael Gavazzi (Universite Pierre et Marie Curie, Paris), Todd Hunter (National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, Virginia, USA), Rob Ivison (IfA, Edinburgh; ESO, Germany), Mattia Negrello (INAF, Osservatorio Astronomico di Padova, Vicolo Osservatorio, Padova, Italy), Ivan Oteo-Gomez (IfA, Edinburgh; ESO, Germany), Renske Smit (Durham), Paul van der Werf (Leiden University, The Netherlands), and Catherine Vlahakis (Joint ALMA Observatory, Chile; ESO, Chile).

http://arxiv.org/abs/1503.05558
Kenneth C. Wong (Institute of Astronomy and Astrophysics, Academia Sinica (ASIAA), Taipei, Taiwan), Sherry H. Suyu (ASIAA, Taiwan), and Satoki Matsushita (ASIAA, Taiwan)

http://arxiv.org/abs/1503.07997
Bunyo Hatsukade (National Astronomical Observatory of Japan, Tokyo, Japan) Yoichi Tamura (Institute of Astronomy, University of Tokyo, Tokyo, Japan), Daisuke Iono (National Astronomical Observatory of Japan; The Graduate University for Advanced Studies [SOKENDAI], Tokyo, Japan), Yuichi Matsuda (National Astronomical Observatory of Japan), Masao Hayashi (National Astronomical Observatory of Japan), Masamune Oguri (Research Center for the Early Universe, University of Tokyo, Tokyo, Japan; Department of Physics, University of Tokyo, Tokyo, Japan; Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe [Kavli IPMU, WPI], University of Tokyo, Chiba, Japan)

http://arxiv.org/abs/1503.02652
The ALMA Partnership, C. Vlahakis (Joint ALMA Observatory [JAO]; ESO) , T. R. Hunter (National Radio Astronomy Observatory [NRAO]), J. A. Hodge (NRAO) , L. M. Pérez (NRAO) , P. Andreani (ESO), C. L. Brogan (NRAO) , P. Cox (JAO, ESO) , S. Martin (Institut de Radioastronomie Millimétrique [IRAM]) , M. Zwaan (ESO) , S. Matsushita (Institute of Astronomy and Astrophysic, Taiwan) , W. R. F. Dent (JAO, ESO), C. M. V. Impellizzeri (JAO, NRAO), E. B. Fomalont (JAO, NRAO), Y. Asaki (National Astronomical Observatory of Japan; Institute of Space and Astronautical Science (ISAS), Japan Aerospace Exploration Agency [JAXA]) , D. Barkats (JAO, ESO) , R. E. Hills (Astrophysics Group, Cavendish Laboratory), A. Hirota (JAO; National Astronomical Observatory of Japan), R. Kneissl (JAO, ESO), E. Liuzzo (INAF, Istituto di Radioastronomia), R. Lucas (Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble) , N. Marcelino (INAF), K. Nakanishi (JAO, National Astronomical Observatory of Japan), N. Phillips (JAO, ESO), A. M. S. Richards (University of Manchester), I. Toledo (JAO), R. Aladro (ESO), D. Broguiere (IRAM), J. R. Cortes (JAO, NRAO), P. C. Cortes (JAO, NRAO), D. Espada (ESO, National Astronomical Observatory of Japan), F. Galarza (JAO), D. Garcia-Appadoo (JAO, ESO), L. Guzman-Ramirez (ESO), A. S. Hales (JAO, NRAO) , E. M. Humphreys (ESO) , T. Jung (Korea Astronomy and Space Science Institute) , S. Kameno (JAO, National Astronomical Observatory of Japan) , R. A. Laing (ESO), S. Leon (JAO,ESO) , G. Marconi (JAO, ESO) , A. Mignano (INAF) , B. Nikolic (Astrophysics Group, Cavendish Laboratory), L. A. Nyman (JAO, ESO), M. Radiszcz (JAO), A. Remijan (JAO, NRAO), J. A. Rodón (ESO), T. Sawada (JAO, National Astronomical Observatory of Japan), S. Takahashi (JAO, National Astronomical Observatory of Japan), R. P. J. Tilanus (Leiden University), B. Vila Vilaro (JAO, ESO), L. C. Watson (ESO), T. Wiklind (JAO, ESO), Y. Ao (National Astronomical Observatory of Japan) , J. Di Francesco (National Research Council Herzberg Astronomy & Astrophysics), B. Hatsukade (National Astronomical Observatory of Japan), E. Hatziminaoglou (ESO), J. Mangum (NRAO), Y. Matsuda (National Astronomical Observatory of Japan), E. Van Kampen (ESO), A. Wootten (NRAO), I. De Gregorio-Monsalvo (JAO, ESO), G. Dumas (IRAM), H. Francke (JAO), J. Gallardo (JAO), J. Garcia (JAO), S. Gonzalez (JAO), T. Hill (ESO), D. Iono (National Astronomical Observatory of Japan), T. Kaminski (ESO), A. Karim (Argelander-Institute for Astronomy), M. Krips (IRAM), Y. Kurono (JAO, National Astronomical Observatory of Japan) , C. Lonsdale (NRAO), C. Lopez (JAO), F. Morales (JAO), K. Plarre (JAO), L. Videla (JAO), E. Villard (JAO, ESO), J. E. Hibbard (NRAO), K. Tatematsu (National Astronomical Observatory of Japan)

http://arxiv.org/abs/1503.02025
M. Rybak (Max Planck Institute for Astrophysics), J. P. McKean (Netherlands Institute for Radio Astronomy; University of Groningen) S. Vegetti (Max Planck Institute for Astrophysics), P. Andreani (ESO) and S. D. M. White (Max Planck Institute for Astrophysics)

http://arxiv.org/abs/1506.01425
M. Rybak (Max Planck Institute for Astrophysics), S. Vegetti (Max Planck Institute for Astrophysics), J. P. McKean (Netherlands Institute for Radio Astronomy; University of Groningen), P. Andreani (ESO) and S. D. M. White (Max Planck Institute for Astrophysics)

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) er et internasjonalt samarbeid mellom ESO, det amerikanske National Science Foundation (NSF), National Institutes of Natural Sciences (NINS) i Japan samt vertsnasjonen Chile. ALMA finansieres av ESO på vegne av organisasjonens medlemsland, av NSF i samarbeid med National Research Council (NRC) i Canada og National Science Council (NSC) i Taiwan, og av NINS i samarbeid med Academia Sinica (AS) i Taiwan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

Byggingen og driften av ALMA ledes av ESO på vegne av organisasjonens medlemsland, av National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som styres av Associated Universities Inc. (AUI), på vegne av Nord-Amerika, og av National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) på vegne av Øst-Asia. Joint ALMA Observatory (JAO) står for den overordnede ledelse og administrasjon av byggefasen, oppstart og drift av ALMA.

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

Lars Lindberg Christensen
Head of ESO ePOD
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6761
Mob.: +49 173 3872 621
E-post: lars@eso.org

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1522 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.:eso1522nb
Navn:HATLAS J090311.6+003906, SDP 81
Type:Early Universe : Galaxy : Type : Gravitationally Lensed
Early Universe : Cosmology : Phenomenon : Lensing
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2015PASJ...67...93H
2015PASJ...67...72T
2015MNRAS.453L..26R
2015MNRAS.452.2258D
2015MNRAS.451L..40R
2015ApJ...811..115W
2015ApJ...808L...4P
2015ApJ...806L..17S

Bilder

Bildemontasje av Einstein-ringen SDP.81 og den gravitasjonslinsede galaksen
Bildemontasje av Einstein-ringen SDP.81 og den gravitasjonslinsede galaksen
Den gravitasjonslinsede galaksen
Den gravitasjonslinsede galaksen
Einstein-ringen SDP.81 observert med ALMA
Einstein-ringen SDP.81 observert med ALMA
SDP.81 fotografert med Romteleskopet Hubble
SDP.81 fotografert med Romteleskopet Hubble
Bildemontasje av Einstein-ringen SDP.81 og den gravitasjonslinsede galaksen (uten tekst)
Bildemontasje av Einstein-ringen SDP.81 og den gravitasjonslinsede galaksen (uten tekst)

Videoer

Illustrasjon av gravitasjonslinset galakse
Illustrasjon av gravitasjonslinset galakse
Illustrasjon av gravitasjonslinset galakse
Illustrasjon av gravitasjonslinset galakse

Se også