eso1812nb — Pressemelding

Eldgamle galaktiske megasammenslåinger

ALMA og APEX oppdager massive konglomerater av galakser som er i ferd med å dannes tidlig i universets historie

25. april 2018

ALMA- og APEX-teleskopene har stirret dypt inn i verdensrommet – helt tilbake til universet bare var en tiendedel av sin nåværende alder. Der oppdaget de begynnelsen på gigantiske kosmiske opphopninger av unge starburstgalakser som er i ferd med å kollidere. Astronomer trodde disse hendelsene skjedde rundt tre milliarder år etter det store smellet, og ble overrasket da de nye observasjonene viste at de skjedde da universet var bare halvparten av denne alderen! Disse eldgamle galaksesystemene antas å være begynnelsen på de mest massive strukturene i universet: galaksehoper.

Ved hjelp av Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) og Atacama Pathfinder Experiment (APEX), har to internasjonale team av forskere ledet av Tim Miller (Dalhousie University i Canada og Yale University i USA) og Iván Oteo (University of Edinburgh i Storbritannia) oppdaget oppsiktsvekkende tette konsentrasjoner av galakser som er klare til å slå seg sammen og danne kjernene til det som til slutt vil bli kolossale galaksehoper.

Millers team har observert en protogalaksehop som heter SPT2349-56. Lyset fra dette objektet begynte å reise til oss da universet var omtrent en tiendedel av sin nåværende alder. Galaksene i denne tette kosmiske oppsamlingen er starburstgalakser. Konsentrasjonen av kraftig stjernedannelse i denne kompakte regionen gjør dette til den mest aktive regionen noensinne observert i det unge universet. Tusenvis av stjerner fødes der hvert år, sammenlignet med bare én i vår egen Melkeveigalakse.

Oteos team oppdaget en lignende megasammenslåing av ti støvete og stjernedannende galakser – kalt «støvete, røde kjerner» på grunn av sine meget røde farger – ved å kombinere observasjoner fra ALMA og APEX.

Iván Oteo forklarer hvorfor disse objektene er uventede: «Livstiden til støvete starburstgalakser antas å være relativt korte, fordi de forbruker sin gass i en ekstraordinær hastighet. Når som helst, i alle hjørner av universet, er disse galaksene vanligvis i minoritet. Det å finne mange støvete starburstgalakser som skinner på samme tid som dette er derfor veldig forvirrende, og noe vi fortsatt trenger å forstå.»

Disse galaksehopene ble først oppdaget som svake lysflekker ved hjelp av South Pole Telescope og Herschel Space Observatory. Etterfølgende ALMA- og APEX-observasjoner viste at galaksehopene hadde uvanlig struktur og bekreftet at lyset deres oppsto mye tidligere enn forventet – bare 1,5 milliarder år etter det store smellet.

De nye høyoppløste ALMA-observasjonene avslørte ti slutt at de to svake lysflekkene ikke er enkeltobjekter, men faktisk er sammensatt av henholdsvis fjorten og ti individuelle, massive galakser, som er samlet innenfor en radius som er sammenlignbar med avstanden mellom Melkeveien og de nærliggende Magellanske skyene.

«Disse funnene gjort med ALMA er bare toppen av isfjellet. Ytterligere observasjoner med APEX-teleskopet viser at det virkelige antallet stjernedannende galakser sannsynligvis er enda tre ganger høyere. Løpende observasjoner gjort med MUSE-instrumentet på ESOs VLT identifiserer også ytterligere galakser», sier ESO-astronom Carlos De Breuck.

Nåværende teoretiske modeller og datamodeller tyder på at protogalaksehoper som er så store som disse burde ha brukt mye lenger tid å utvikle seg. Ved å bruke data fra ALMA med overlegen oppløsning og følsomhet som input til sofistikerte datasimuleringer, kan forskerne studere galaksehopdannelse mindre enn 1,5 milliarder år etter det store smellet.

«Det er et mysterium hvordan denne samlingen av galakser ble så stor så fort. Den ble ikke bygget opp gradvis over milliarder år, som astronomer kunne forvente. Denne oppdagelsen gir en flott mulighet til å studere hvordan massive galakser kom sammen for å bygge enorme galaksehoper», sier Tim Miller, doktorgradskandidat ved Yale University og hovedforfatter av en av de vitenskapelige artiklene.

Mer informasjon

Denne studien ble presentert i den vitenskapelige artikkelen «The Formation of a Massive Galaxy Cluster Core at z = 4.3» av T. Miller et al. som kommer i tidsskriftet Nature, og «An Extreme Proto-cluster of Luminous Dusty Starbursts in the Early Universe» av I. Oteo et al. som kommer i Astrophysical Journal.

Millers team består av: T. B. Miller (Dalhousie University, Halifax, Canada; Yale University, New Haven, Connecticut, USA), S. C. Chapman (Dalhousie University, Halifax, Canada; Institute of Astronomy, Cambridge, Storbritannia), M. Aravena (Universidad Diego Portales, Santiago, Chile), M. L. N. Ashby (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), C. C. Hayward (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA; Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, New York, New York, USA), J. D. Vieira (University of Illinois, Urbana, Illinois, USA), A. Weiß (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Tyskland), A. Babul (University of Victoria, Victoria, Canada) , M. Béthermin (Aix-Marseille Université, CNRS, LAM, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Marseille, Frankrike), C. M. Bradford (California Institute of Technology, Pasadena, California, USA; Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, USA), M. Brodwin (University of Missouri, Kansas City, Missouri, USA), J. E. Carlstrom (University of Chicago, Chicago, Illinois, USA), Chian-Chou Chen (ESO, Garching, Tyskland), D. J. M. Cunningham (Dalhousie University, Halifax, Canada; Saint Mary’s University, Halifax, Nova Scotia, Canada), C. De Breuck (ESO, Garching, Tyskland), A. H. Gonzalez (University of Florida, Gainesville, Florida, USA), T. R. Greve (University College London, Gower Street, London, Storbritannia), Y. Hezaveh (Stanford University, Stanford, California, USA), K. Lacaille (Dalhousie University, Halifax, Canada; McMaster University, Hamilton, Canada), K. C. Litke (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), J. Ma (University of Florida, Gainesville, Florida, USA), M. Malkan (University of California, Los Angeles, California, USA) , D. P. Marrone (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), W. Morningstar (Stanford University, Stanford, California, USA), E. J. Murphy (National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, Virginia, USA), D. Narayanan (University of Florida, Gainesville, Florida, USA), E. Pass (Dalhousie University, Halifax, Canada), University of Waterloo, Waterloo, Canada), R. Perry (Dalhousie University, Halifax, Canada), K. A. Phadke (University of Illinois, Urbana, Illinois, USA), K. M. Rotermund (Dalhousie University, Halifax, Canada), J. Simpson (University of Edinburgh, Royal Observatory, Blackford Hill, Edinburgh; Durham University, Durham, Storbritannia), J. S. Spilker (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), J. Sreevani (University of Illinois, Urbana, Illinois, USA), A. A. Stark (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), M. L. Strandet (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Tyskland) and A. L. Strom (Observatories of The Carnegie Institution for Science, Pasadena, California, USA).

Oteos team består av: I. Oteo (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, Storbritannia; ESO, Garching, Germany), R. J. Ivison (ESO, Garching, Tyskland; Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, Storbritannia), L. Dunne (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, Storbritannia; Cardiff University, Cardiff, Storbritannia), A. Manilla-Robles (ESO, Garching, Tyskland; University of Canterbury, Christchurch, New Zealand), S. Maddox (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, Storbritannia; Cardiff University, Cardiff, Storbritannia), A. J. R. Lewis (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, Storbritannia), G. de Zotti (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Padova, Italia), M. Bremer (University of Bristol, Tyndall Avenue, Bristol, Storbritannia), D. L. Clements (Imperial College, London, Storbritannia), A. Cooray (University of California, Irvine, California, USA), H. Dannerbauer (Instituto de Astrofíısica de Canarias, La Laguna, Tenerife, Spania; Universidad de La Laguna, Dpto. Astrofísica, La Laguna, Tenerife, Spania), S. Eales (Cardiff University, Cardiff, Storbritannia), J. Greenslade (Imperial College, London, Storbritannia), A. Omont (CNRS, Institut d’Astrophysique de Paris, Paris, Frankrike; UPMC Univ. Paris 06, Paris, Frankrike), I. Perez–Fournón (University of California, Irvine, California, USA; Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Tenerife, Spania), D. Riechers (Cornell University, Space Sciences Building, Ithaca, New York, USA), D. Scott (University of British Columbia, Vancouver, Canada), P. van der Werf (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, Nederland), A. Weiß (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Tyskland) and Z-Y. Zhang (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, Storbritannia; ESO, Garching, Tyskland).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 15 land: Belgia, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike, samt vertsnasjonen Chile og med Australia som en strategisk partner. 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 og det verdensledende Very Large Telescope Interferometer, samt de to kartleggingsteleskopene VISTA som observerer i infrarødt og VLT Survey Telescope som observerer i synlig lys. ESO er også en viktig partner i to fasiliteter ved Chajnantor, APEX og ALMA, som er nåtidens største astronomiprosjekt. På Cerro Armazones, ikke langt fra Paranal, er ESO i ferd med å bygge Extremely Large Telescope (ELT). Med en speildiameter på 39 meter vil dette bli det største «øye» i verden som ser opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Maria Hammerstrøm (oversetter & norsk pressekontakt)
Universitetet i Oslo
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Axel Weiss
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn, Germany
Tlf.: +49 228 525 273
E-post: aweiss@mpifr-bonn.mpg.de

Carlos de Breuck
ESO
Garching, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6613
E-post: cdebreuc@eso.org

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 eso1812 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.:eso1812nb
Navn:SPT2349-56
Type:Early Universe : Cosmology : Morphology : Large-Scale Structure
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, Atacama Pathfinder Experiment
Instruments:LABOCA
Science data:2018Natur.556..469M
2018ApJ...856...72O

Bilder

Kunstnerisk fremstilling av eldgammel galaktisk sammenslåing
Kunstnerisk fremstilling av eldgammel galaktisk sammenslåing
Bilder av protogalaksehop fra SPT, APEX og ALMA
Bilder av protogalaksehop fra SPT, APEX og ALMA

Videoer

ESOcast 157 Light: Eldgammel galaktisk sammenslåing (4K UHD)
ESOcast 157 Light: Eldgammel galaktisk sammenslåing (4K UHD)
Kunstnerisk fremstilling av eldgammel galaktisk sammenslåing
Kunstnerisk fremstilling av eldgammel galaktisk sammenslåing

Se også