eso1815nb — Pressemelding

ALMA og VLT har funnet bevis på stjerner som ble dannet bare 250 millioner år etter big bang

16. mai 2018

Astronomer har brukt observasjoner fra Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) og ESOs Very Large Telescope (VLT) for å fastslå at stjernedannelsen i den fjerntliggende galaksen MACS1149-JD1 startet på et uventet tidlig tidspunkt, kun 250 millioner år etter big bang. Denne oppdagelsen representerer også det fjerneste oksygenet som er blitt observert i universet og den fjerneste galaksen som ALMA eller VLT noensinne har observert. Resultatene presenteres i tidsskriftet Nature den 17. mai 2018.

Et internasjonalt team av astronomer har brukt ALMA til å observere en fjern galakse kalt MACS1149-JD1. De oppdaget en svært svak glød som ble sendt ut av ionisert oksygen i galaksen. Da dette infrarøde lyset reiste gjennom verdensrommet, førte universets utvidelse til at disse bølgene ble strukket til bølgelengder ti ganger lenger enn opprinnelig innen de nådde frem til Jorden og ble oppdaget av ALMA. Teamet konkluderte med at signalet ble sendt ut for 13,3 milliarder år siden (eller 500 millioner år etter big bang), noe som gjør det til det fjerneste oksygenet som noen gang er blitt oppdage av et teleskop [1]. Tilstedeværelsen av oksygen er et klart tegn på at det må ha vært enda tidligere generasjoner av stjerner i denne galaksen.

«Jeg var begeistret når jeg så signalet fra fjernt oksygen i ALMA-dataene», sier Takuya Hashimoto, hovedforfatter av den nye vitenskapelige artikkelen og en forsker ved både Osaka Sangyo University og National Astronomical Observatory of Japan. «Denne observasjonen forskyver grensene for det observerbare universet.»

I tillegg til gløden fra oksygen som ble observert av ALMA, ble det også oppdaget et svakere signal fra hydrogen av ESOs Very Large Telescope (VLT). Avstanden til galaksen som ble bestemt fra denne observasjonen er i samsvar med avstanden bestemt fra oksygenobservasjonen. Dette gjør MACS1149-JD1 til den fjerneste galaksen med en nøyaktig avstandsmåling og den fjerneste galaksen som noen sinne er blitt observert med ALMA eller VLT.

«Denne galaksen er observert på en tid da universet var bare 500 millioner år gammelt, og likevel har det allerede en samling modne stjerner», forklarer Nicolas Laporte, forsker ved University College London (UCL) i Storbritannia og andreforfatter av den nye artikkelen. «Vi kan derfor bruke denne galaksen til å sondere en tidligere, ikke kartlagt periode av den kosmiske historien.»

I en periode etter big bang fantes det ikke oksygen i universet. Oksygenet ble skapt av fusjonsprosessene til de første stjernene og deretter spredt utover i universet da disse stjernene døde. Påvisning av oksygen i MACS1149-JD1 indikerer at disse tidligere generasjonene av stjerner hadde blitt dannet og utvist oksygen allerede 500 millioner år etter universets begynnelse.

Men når skjedde denne tidligere stjernedannelsen? For å finne ut av dette, rekonstruerte teamet den tidligere historien til MACS1149-JD1 ved hjelp av infrarøde data tatt med NASA/ESA Hubble Space Telescope og NASA Spitzer Space Telescope. Da oppdaget de at galaksens observerte lysstyrke er godt forklart av en modell hvor begynnelsen av stjernedannelsen inntraff bare 250 millioner år etter universets begynnelse [2].

Modenheten til stjernene sett i MACS1149-JD1 reiser spørsmålet om når de aller første galaksene begynte å lyse, en epoke som astronomer romantisk betegner som «den kosmisk daggry». Ved å etablere alderen til MACS1149-JD1 har teamet effektivt demonstrert at galakser eksisterte tidligere i universets historie enn de vi foreløpig kan observere direkte.

Richard Ellis, seniorastronom ved UCL og medforfatter av artikkelen, konkluderer med: «Å bestemme når den kosmisk daggry oppstod er den hellige gral innen kosmologi og galaksedannelse. Med disse nye observasjonene av MACS1149-JD1 kommer vi nærmere å direkte oppleve stjernelysets fødsel! Siden vi mennesker alle er laget av bearbeidet stjernemateriale, innebærer dette å finne vår egen opprinnelse.»

Fotnoter

[1] ALMA har satt rekorden for å oppdage det fjerneste oksygen flere ganger. I 2016 brukte Akio Inoue ved Osaka Sangyo University og hans kollegaer ALMA til å finne et signal fra oksygen som ble sendt ut for 13,1 milliarder år siden. Flere måneder senere ble ALMA brukt av Nicolas Laporte fra University College London til å oppdage oksygen som ble sendt ut for 13,2 milliarder år siden. Nå kombinerte de to teamene sin innsats og oppnådde den nye rekorden som tilsvarer en rødforskyvning på 9,1.

[2] Dette tilsvarer en rødforskyvning på ca. 15.

Mer informasjon

Denne studien ble presentert i den vitenskapelige artikkelen «The onset of star formation 250 million years after the Big Bang» av T. Hashimoto et al. i tidsskriftet Nature den 17. mai 2018.

Teamet består av: Takuya Hashimoto (Osaka Sangyo University/National Astronomical Observatory of Japan, Japan), Nicolas Laporte (University College London, Storbritannia), Ken Mawatari (Osaka Sangyo University, Japan), Richard S. Ellis (University College London, Storbritannia), Akio. K. Inoue (Osaka Sangyo University, Japan), Erik Zackrisson (Uppsala University, Sverige), Guido Roberts-Borsani (University College London, Storbritannia), Wei Zheng (Johns Hopkins University, Baltimore, Maryland, USA), Yoichi Tamura (Nagoya University, Japan), Franz E. Bauer (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile), Thomas Fletcher (University College London, Storbritannia), Yuichi Harikane (The University of Tokyo, Japan), Bunyo Hatsukade (The University of Tokyo, Japan), Natsuki H. Hayatsu (The University of Tokyo, Japan; ESO, Garching, Tyskland), Yuichi Matsuda (National Astronomical Observatory of Japan/SOKENDAI, Japan), Hiroshi Matsuo (National Astronomical Observatory of Japan/SOKENDAI, Japan, Sapporo, Japan), Takashi Okamoto (Hokkaido University, Sapporo, Japan), Masami Ouchi (The University of Tokyo, Japan), Roser Pelló (Université de Toulouse, Frankrike), Claes-Erik Rydberg (Universität Heidelberg, Tyskland), Ikkoh Shimizu (Osaka University, Japan), Yoshiaki Taniguchi (The Open University of Japan, Chiba, Japan), Hideki Umehata (The University of Tokyo, Japan) and Naoki Yoshida (The University of Tokyo, Japan).

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

Nicolas Laporte
University College London
London, United Kingdom
Tlf.: +44 7452 807 591
E-post: n.laporte@ucl.ac.uk

Richard Ellis
University College London
London, United Kingdom
Tlf.: +44 7885 403 334
E-post: richard.ellis@ucl.ac.uk

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6655
Mob.: +49 151 1537 3591
E-post: pio@eso.org

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1815 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.:eso1815nb
Navn:MACS1149-JD1
Type:Early Universe : Galaxy
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, Very Large Telescope

Bilder

MACS J1149.5+2223 observert av Hubble og ALMA
MACS J1149.5+2223 observert av Hubble og ALMA
Galaksehopen MACS j1149.5+223
Galaksehopen MACS j1149.5+223
Den fjerne galaksen MACS 1149-JD1 observert av ALMA
Den fjerne galaksen MACS 1149-JD1 observert av ALMA

Videoer

ESOcast 161 Light: Fjern galakse avslører tidlig stjernedannelse (4K UHD)
ESOcast 161 Light: Fjern galakse avslører tidlig stjernedannelse (4K UHD)
Zoom inn på den fjerne galaksen MACS 1149-JD1
Zoom inn på den fjerne galaksen MACS 1149-JD1
Datasimulering av stjernedannelse i MACS 1149-JD1
Datasimulering av stjernedannelse i MACS 1149-JD1
Zoom inn på den fjerne galaksen MACS 1149-JD1
Zoom inn på den fjerne galaksen MACS 1149-JD1

Se også