eso1548nb — Pressemelding

Storstilt jakt på galaksehoper

ESO-teleskoper tilfører den avgjørende tredje dimensjon i jakten på universets mørke side

15. desember 2015

ESO-teleskoper har bokstavelig talt tilført en ekstra dimensjon i et svært omfattende søk etter de største strukturer som holdes sammen av gravitasjonen, nemlig galaksehoper. Teleskopene VLT og NTT samt andre observatorier over hele verden og i rommet deltar i XXL-prosjektet, som er en av de største kartlegginger av galaksehoper som noensinne er foretatt.

Galaksehoper er store ansamlinger av galakser. De inneholder også enorme mengder varm gass, som produserer røntgenstråling på grunn av den meget høye temperaturen. Disse gigantiske strukturene er nyttige for astronomer fordi deres oppbygning antas å være påvirket av to særdeles mystiske komponenter i universet vårt – mørk materie og mørk energi. Ved å studere galaksehopenes egenskaper ved ulike tidsepoker i universets utvikling, kan forskere kaste lys over universets mørke side.

Forskerteamet, bestående av mer enn hundre astronomer fra hele verden, begynte jakten på de kosmiske monstrene i 2011. Metoden går ut på å lete etter den høyenergetiske røntgenstrålingen som den varme gassen i dem avgir. Røntgenstråling absorberes og stoppes av jordatmosfæren, men den kan observeres fra verdensrommet. Teamet kombinerte derfor en kartlegging med ESAs røntgenteleskop XMM-Newton (for øvrig den største tidskvote som noen gang er tildelt et prosjekt på dette romteleskopet) med observasjoner fra ESO og andre observatorier på bakken. Resultatet er en omfattende og stadig voksende samling data som dekker store deler av det elektromagnetiske spektrum [1]. Kartleggingen har fått navnet XXL.

«Hovedmålet med XXL-kartleggingen er å skaffe til veie et veldefinert utvalg av omkring 500 galaksehoper, der de fjerneste sees slik de framstod da universet var halvparten så gammelt som det er nå,» forklarer lederen av XXL, Marguerite Pierre (CEA, Saclay, Frankrike).

Romteleskopet XMM-Newton avbildet to himmelutsnitt – hvert med et areal tilsvarende hundre ganger fullmånens himmelutstrekning – med det formål å oppdage et stort antall ukjente galaksehoper. XXL-teamet har nå offentliggjort sine første funn i en serie forskningsartikler der man tar utgangspunkt i de hundre mest lyssterke hopene som ble oppdaget [2].

Lyset fra enkeltgalaksene i disse hopene ble nøye studert ved hjelp av EFOSC2-instrumentet på New Technology Telescope (NTT) og FORS-instrumentet på Very Large Telescope (VLT). Observasjonene gjorde astronomene i stand til å beregne avstandene til hopene, slik at man kunne danne seg et tredimensjonalt bilde av kosmos. Dette er helt avgjørende for å kunne gjøre nøyaktige målinger av universets innhold av mørk materie og mørk energi [3].

XXL-kartleggingen ventes å produsere mange spennende og uventede resultater. Forskerne gjort flere overraskende og viktige funn selv med bare en femtedel av datamengden man forventer å sitte med når prosjektet er fullført.

En av forskningsartiklene melder om fem nyoppdagede superhoper, altså hoper av galaksehoper, på linje med Laniakea, superhopen som vår egen Melkeveigalakse tilhører.

En annen omhandler oppfølgingsobservasjoner av en galaksehop med det uformelle navnet XLSSC-116. Avstanden er mer enn seks milliarder lysår [4]. I denne hopen ble en uvanlig lyssterk diffus lyskilde observert med MUSE-spektrografen på VLT.

«Dette er første gang vi har kunnet studere det diffuse lyset i en fjern galaksehop i detalj. Det demonstrerer hvor verdifull det kraftige MUSE-instrumentet er for studier som dette,» kommenterer medforfatter Christoph Adami (Laboratoire d'Astrophysique, Marseille, Frankrike).

Teamet har også brukt dataene for å bekrefte ideen om at galaksehoper i det tidlige univers er nedskalerte utgaver av de hopene vi ser rundt oss i dag. Det viktig funn for den teoretiske forståelsen av hopenes utvikling gjennom universets historie.

Ved rett og slett å telle galaksehopene i XXL-dataene kunne astronomene bekrefte også et annet tidligere resultat, nemlig at det er færre fjerne hoper enn det som er forventet ut fra de kosmologiske parameterne som ESAs Planck-satellitt har målt. Årsaken til denne uoverensstemmelsen er ikke kjent, men teamet håper å komme til bunns i saken når de i 2017 får tilgang til det komplette datasettet over galaksehopene.

Disse fire viktige resultatene er bare en liten forsmak på det som kommer fra denne omfattende kartleggingen av noen av universets aller mest massive strukturer.

Fotnoter

[1] XXL-kartleggingen inkluderer arkivdata så vel som nye observasjoner av galaksehoper i bølgelengdeintervallet fra 0,0004 μm (røntgen, observert med XMM) til over 1 meter (observert med Giant Metrewave Radio Telescope [GMRT]).

[2] Galaksehopene som omtales i de totalt tretten forskningsartiklene, ligger i store avstander fra oss. Hopene har rødforskyvninger mellom z = 0,05 og z = 1,05, hvilket betyr at vi ser dem slik de framstod da universet var henholdsvis ca. 13 og 5,7 milliarder år gammelt (universets nåværende alder er 13,8 milliarder år).

[3] Forutsetningen er altså at man kjenner galaksehopenes nøyaktige avstander. Omtrentlige avstandsestimater (såkalt fotometrisk rødforskyvning) kan utledes ved å analysere objektenes lysstyrke sett gjennom ulike fargefiltre, men disse er ikke presise nok i denne sammenheng. Det er derimot spektroskopiske rødforskyvninger. Teamet innhentet slike målinger fra nye observasjoner og fra arkivdata i forbindelse med kartleggingsprosjektene VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey (VIPERS), VIMOS-VLT Deep Survey (VVDS) og GAMA.

[4] Denne galaksehopen ble funnet på rødforskyvning z = 0,543.

Mer informasjon

En beskrivelse av XXL-kartleggingen og de første vitenskapelige resultater vil presenteres i en serie forskningsartikler i journalen Astronomy & Astrophysics 15. desember 2015.

Komplett liste over XXL-teamets medlemmer finnes her.

XXL er et internasjonalt samarbeidsprosjekt basert på en stor kartlegging (et såkalt Very Large Programme) med XMM-teleskopet, der man observerer to 25 kvadratgrader store himmelområder ned til ~5 × 10–15 erg cm–2 s–1 i båndet 0,5–2 keV for punktkilder. XXLs hjemmeside finner du her. Observasjoner i ulike filtre og spektroskopiske oppfølgingsstudier av røntgenkildene fås gjennom en rekke kartleggingsprogrammer, som er oppsummert på denne siden.

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

Marguerite Pierre
CEA
Saclay, France
E-post: marguerite.pierre@cea.fr

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 eso1548 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

Pressemld. nr.:eso1548nb
Type:Early Universe : Galaxy : Grouping : Cluster
Early Universe : Cosmology
Facility:ESA XMM-Newton,New Technology Telescope,Very Large Telescope
Science data:2016A&A...592A...7A
2016A&A...592A...6P
2016A&A...592A...4L
2016A&A...592A...2P
2016A&A...592A...1P

Bilder

Røntgenbilde av himmelutsnittet XXL-South
Røntgenbilde av himmelutsnittet XXL-South
Fjern galaksehop avbildet på røntgenbølgelengder og i synlig lys
Fjern galaksehop avbildet på røntgenbølgelengder og i synlig lys
Fjern galaksehop oppdaget i XXL-kartleggingen
Fjern galaksehop oppdaget i XXL-kartleggingen
Composite of X-ray and visible light views of a distant cluster of galaxies
Composite of X-ray and visible light views of a distant cluster of galaxies
kun på engelsk

Bildesammenligninger

Fjern galaksehop observert i røntgen vs. synlig lys
Fjern galaksehop observert i røntgen vs. synlig lys

Se også