eso1545nb — Pressemelding

VISTA oppdaget universets tidligste monstergalakser

18. november 2015

ESOs kartleggingsteleskop VISTA har funnet en horde av tidligere ukjente massive galakser som eksisterte da universet var i sin spede barndom. Den store fangsten har for første gang gitt astronomer klarhet i eksakt når slike monstergalakser først dukket opp.

En av metodene astronomer har for å teste teorier om hvordan galakser dannes og utvikler seg, er rett og slett å telle antall galakser innenfor et gitt himmelområde. Den tilsynelatende enkle oppgaven blir imidlertid vanskeligere når man prøver å telle svært fjerne og dermed lyssvake galakser. Saken kompliseres ytterligere ved at galaksene som er sterkest og enklest å observere, nemlig de aller mest massive galaksene i universet, blir sjeldnere og sjeldnere jo lenger tilbake i universets historie man ser, samtidig som de mer tallrike, men svakere galaksene blir enda vanskeligere å finne.

Et internasjonalt astronomteam, ledet av Karina Caputi ved Kapteyn Astronomical Institute ved Universitetet i Groningen, har nå avdekket en rekke fjerne galakser som hadde unnsluppet tidligere studier. Forskerne tok utgangspunkt i bilder fra UltraVISTA-kartleggingen, en av seks omfattende prosjekter som anvender VISTA-teleskopet for å gjennomsøke himmelen på nær-infrarøde bølgelengder. Teamet foretok en «folketelling» av fjerne, lyssvake galakser som eksisterte da universet var mellom kun 0,75 og 2,1 milliarder år gammelt (universets nåværende alder er for øvrig nesten 14 milliarder år).

UltraVISTA har siden desember 2009 avbildet samme himmelflekk, et areal tilsvarende nesten fire ganger fullmånens utstrekning. Det er faktisk det største himmelområde som noensinne er fotografert så dypt [1] på infrarøde bølgelengder. Teamet kombinerte UltraVISTA-dataene med observasjoner gjort med Romteleskopet Spitzer, som studerer kosmos på enda lengre, såkalte midt-infrarøde bølgelengder [2].

«Vi fant 574 nye massive galakser – flere enn man noen gang før har observert av denne galaksetypen i det tidlige univers,» forklarer Karina Caputi. «Ved å undersøke dem kan vi besvare et enkelt, men viktig spørsmål: Når dukket de første massive galaksene opp?»

Takket være de nær-infrarøde bildene kunne astronomene se galakser som både er skjult av støv og befinner seg ekstremt langt unna oss [3]. Objektene ligger så langt unna at de ble skapt da universet var i sin barndom.

Teamet oppdaget en kraftig økning i antallet slike galakser innenfor en meget kort periode i universets historie. En stor andel av de massive galaksene [4] vi i dag ser rundt oss i det nære univers, var dannet allerede tre milliarder år etter Big Bang.

«Vi så ingen tegn til disse massive galaksene tidligere enn ca. en milliard år etter Big Bang, så dette må være tidspunktet da de første massive galaksene ble til,» konkluderer Henry Joy McCracken, en av medforfatterne på forskningsartikkelen [5].

Astronomene kom dessuten fram til at massive galakser var mer tallrike enn det man hittil har antatt. De tidligere skjulte galaksene utgjør halvparten av det totale antall massive galakser som eksisterte da universet var mellom 1,1 og 1,5 milliarder år gammelt [6]. De nye resultatene stemmer ikke overens med gjeldende teorier for hvordan galakser utviklet seg i det tidlige univers. Teoriene sier at det ikke burde eksistert monstergalakser på dette tidlige stadiet.

Et annet moment kan gjøre uoverensstemmelsen enda større: Hvis massive galakser i det tidlige univers er mer støvfylte enn forskere så langt har antatt, vil selv ikke UltraVISTA-kartleggingen klare å fange dem opp. Skulle dette være tilfelle, må vi kanskje fullstendig endre vår nåværende forestilling om hvordan galakser vokste fram i det tidlige univers.

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) skal søke etter disse potensielt revolusjonerende, støvete galaksene. Hvis ALMA finner dem, vil de bli studert med ESOs kommende European Extremely Large Telescope (E-ELT), som med sitt 39 meter store hovedspeil vil kunne gjøre detaljerte observasjoner av noen av universets aller første galakser.

Fotnoter

[1] Astronomer bruker begrepet «dyp» i forbindelse med bilder med meget lang eksponeringstid og som derfor kan fange opp svært lyssvake og/eller svært fjerne objekter. Vanligvis tas en rekke kortere eksponeringer, som senere kombineres digitalt til ett bilde.

[2] ESOs VISTA-teleskop observerte på nær-infrarøde bølgelengder i området 0,88–2,15 μm, mens Spitzer tok bilder på midt-infrarøde bølgelengder, nærmere bestemt 3,6 og 4,5 μm.

[3] Jo lenger unna en galakse er, desto raskere beveger den seg vekk fra oss. Årsaken er at universet utvider seg, noe som blant annet gjør at lyset fra fjerne objekter «strekkes» slik at bølgelengdene blir lengre/rødere. Astronomene må derfor ta i bruk infrarøde instrumenter for å observere disse svært fjerne galaksene.

[4] I denne sammenheng betyr «massiv» mer enn 50 milliarder ganger Solas masse. Det er omtrent like mye som den samlede massen til alle stjernene i Melkeveien.

[5] Forskerteamet fant ingen bevis på massive galakser med rødforskyvning over 6, hvilket tilsvarer tidsperioder yngre enn 0,9 milliarder år etter Big Bang.

[6] Tidsintervallet tilsvarer rødforskyvninger mellom z=5 og z=4.

Mer informasjon

Studien presenteres i en forskningsartikkel i journalen Astrophysical Journal: «Spitzer Bright, UltraVISTA Faint Sources in COSMOS: The Contribution to the Overall Population of Massive Galaxies at z = 3–7» av K. Caputi et al.

Forskerteamet består av Karina I. Caputi (Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Nederland), Olivier Ilbert (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Aix-Marseille University, Frankrike), Clotilde Laigle (Institut d'Astrophysique de Paris, Frankrike), Henry J. McCracken (Institut d'Astrophysique de Paris, Frankrike), Olivier Le Fèvre (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Aix-Marseille University, Frankrike), Johan Fynbo (Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institute, København, Danmark), Bo Milvang-Jensen (Dark Cosmology Centre), Peter Capak (NASA/JPL Spitzer Science Centre, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA), Mara Salvato (Max-Planck Institute for Extragalactic Physics, Garching, Tyskland) og Yoshiaki Taniguchi (Research Center for Space and Cosmic Evolution, Ehime University, Japan).

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

Karina I. Caputi
Kapteyn Astronomical Institute – University of Groningen
The Netherlands
E-post: karina@astro.rug.nl

Henry J. McCracken
Institut d'Astrophysique de Paris
France
E-post: hjmcc@iap.fr

Bo Milvang-Jensen
Dark Cosmology Center – University of Copenhagen
Denmark
E-post: milvang@dark-cosmology.dk

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 eso1545 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 astronomene Jan-Erik Ovaldsen og Andreas O. Jaunsen. Pressemeldingen er oversatt av JEO.

Om pressemeldingen

Bilder

Massive galakser oppdaget i det tidlige univers
Massive galakser oppdaget i det tidlige univers
Massive galakser oppdaget i det tidlige univers
Massive galakser oppdaget i det tidlige univers

Videoer

Massive galakser oppdaget i det tidlige univers
Massive galakser oppdaget i det tidlige univers

Se også