eso1638fi — Tutkimustiedote

ESO:n VLT-teleskooppi havaitsi odottamattomia hohtavia jättiläishaloja etäisten kvasaarien ympärillä

26. lokakuuta 2016

Kansainvälinen tähtitieteiljäryhmä on havainnut etäisiä kvasaareja ympäröiviä hohtavia kaasupilviä. Tämä ESO:n VLT-teleskoopin MUSE-havaintolaitteen uusi kartoitus antaa ymmärtää, että kvasaareja ympäröivät halot ovat paljon oletettua yleisempiä. Tämän yllättävän havainnon halojen ominaisuudet ovat suorassa ristiriidassa nykyään hyväksyttyjen teorioiden kanssa galaksien muodostumisesta varhaisessa maailmankaikkeudessa.

Kansainvälinen tähtitieteilijöiden yhteistyöhanke, jota johti Sveitsin Zürichissä sijaitsevan Eidgenössische Technische Hochschule -tutkimuslaitoksen ryhmä, on käyttänyt ESO:n Paranalin observatorion VLT-teleskoopin (Very Large Telescope) MUSE-havaintolaitteen vertaansa vailla olevaa havaintotehokkuutta tutkiakseen etäisten, alle kaksi miljardia vuotta alkuräjähdyksestä sijaitsevien aktiivisten galaksien ympärillä olevaa kaasua. Näillä kvasaareiksi kutsutuilla aktiivisilla galakseilla on keskustassaan supermassiivinen musta aukko, joka syö tähtiä, kaasua ja muuta materiaa äärimmäisen suuria määriä. Tämä puolestaan saa galaksin keskustan säteilemään valtavia määriä säteilyä saaden kvasaarit maailmankaikkeuden kirkkaimmiksi ja aktiivisimmiksi kohteiksi.

Tutkimus käsitti 19 kvasaaria, jotka valittiin kirkkaimmista MUSE:lla havaittavissa olevista. Aikaisemmat tutkimukset olivat osoittaneet, että noin 10%:a kaikista tutkituista kvasaareista ympäröi galaksienvälisenä aineena tunnetusta kaasusta muodostunut halo. Nämä halot ulottuvat jopa 300 000 valovuoden etäisyydelle kvasaarien ytimistä. Tämä uusi tutkimus on kuitenkin tuottanut yllätyksen havaitsemalla suuren halon kaikkien 19 havaitun kvasaarin ympärillä, mikä on paljon enemmän kuin tilastollisesti odotetut kaksi haloa. Tutkimusryhmä epäilee, että tämä johtuu MUSE:n valtavan paljon suuremmasta havaintotehokkuudesta verrattuna aikaisempiin, vastaavanlaisiin havaintolaitteisiin. Lisähavaintoja tarvitaan kuitenkin varmistamaan onko todella näin.

"On yhä liian aikaista sanoa johtuuko tämä uusista havaintotekniikoistamme vai onko valikoimamme kvasaareissa jotakin epätavallista. Opittavaa on siis yhä paljon — me olemme vasta uuden havaintojen aikakauden alussa", sanoo pääkirjoittaja Elena Borisova Zürichin ETH:sta.

Tutkimuksen alkuperäinen tavoite oli analysoida kaasukomponentteja maailmankaikkeuden suurimmissa mitta-asteikoissa, kosmiseksi verkoksi joskus kutsutuissa rakenteissa, joissa kvasaarit muodostavat kirkkaita yhtymäkohtia [1]. Tämän verkoston kaasukomponentit ovat tavallisesti äärimmäisen vaikeita havaita, joten kvasaareja ympäröivät valaistut kaasuhalot tarjoavat lähes ainutlaatuisen mahdollisuuden tutkia näiden suuren mittakaavan kosmisten rakenteiden kaasua.

Hiljattain havaitut 19 haloa paljastavat myös toisen yllätyksen: ne koostuvat suhteellisen kylmästä galaksienvälisestä kaasusta, lämpötilaltaan noin 10 000 astetta Celsiusta. Tämä havainto on vahvasti ristiriidassa tällä hetkellä hyväksyttyjen galaksien muodostumisen teorioiden kanssa. Nämä teoriat esittävät, että näin lähellä galakseja olevan kaasun lämpötilan pitäisi olla yli miljoona astetta.

Havainto osoittaa MUSE-havaintolaitteen mahdollisuudet tämänkaltaisen kohteen havainnoimisessa [2]. Yksi kirjoittajista, Sebastian Cantalupo on hyvin innoissaan uudesta havaintolaitteesta ja sen tarjoamista mahdollisuuksista: "Me olemme käyttäneet MUSE:n ainutkertaisia kykyjä tässä tutkimuksessa, joka tasoittaa tietä tuleville kartoituksille. Yhdistettynä uuden sukupolven teoreettisiin ja numeerisiin malleihin, tämä lähestymistapa tarjoaa jatkossa uuden ikkunan kosmisten rakenteiden muodostumiseen ja galaksien kehitykseen."

Lisähuomiot

[1] Kosminen verkko on maailmankaikkeuden suurimman mittakaavan rakenne. Se koostuu varhaisen materian (lähinnä vety- ja heliumkaasun) hintelistä rihmoista sekä pimeästä aineesta, jotka yhdistävät galakseja ja ulottuvat niiden välisten kuilujen yli. Tämän verkoston materia voi kulkeutua rihmoja myöten galakseihin ja ajaa niiden kasvua ja kehitystä.

[2] MUSE on yhtenäiskenttäspektrograafi ja yhdistää sekä spektroskooppisia että kuvantamisominaisuuksia. Se voi havaita suuria tähtitieteellisiä kohteita kokonaisuudessaan kerralla ja mitata jokaisesta pikselistä valon intensiteetin suhteessa sen väriin eli aallonpituuteen.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa "Ubiquitous giant Lyα nebulae around the brightest quasars at z ~ 3.5 revealed with MUSE", joka ilmestyy julkaisusarjassa Astrophysical Journal.

Tutkimusryhmään kuuluvat Elena Borisova, Sebastiano Cantalupo, Simon J. Lilly, Raffaella A. Marino ja Sofia G. Gallego (Institute for Astronomy, ETH Zurich, Sveitsi), Roland Bacon ja Jeremy Blaizot (University of Lyon, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Saint-Genis-Laval, Ranska), Nicolas Bouché (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Toulouse, Ranska), Jarle Brinchmann (Leiden Observatory, Leiden, Alankomaat; Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Porto, Portugali), C Marcella Carollo (Institute for Astronomy, ETH Zurich, Sveitsi), Joseph Caruana (Department of Physics, University of Malta, Msida, Malta; Institute of Space Sciences & Astronomy, University of Malta, Malta), Hayley Finley (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Toulouse, Ranska), Edmund C. Herenz (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Saksa), Johan Richard (Univ Lyon, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Saint-Genis-Laval, Ranska), Joop Schaye and Lorrie A. Straka (Leiden Observatory, Leiden, Alankomaat), Monica L. Turner (MIT-Kavli Center for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, USA), Tanya Urrutia (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Saksa), Anne Verhamme (University of Lyon, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Saint-Genis-Laval, Ranska), Lutz Wisotzki (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Saksa).

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 16 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Puola, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on yksi maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, ALMA-teleskoopin pääyhteistyökumppaneista. Lähellä Paranalia sijaitsevalla Cerro Armazonesilla ESO rakentaa 39-metrin kokoista E-ELT -teleskooppia (European Extremely Large Telescope), josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

Yhteystiedot

Rami Rekola
Tuorlan observatorio
Piikkiö, Finland
Sähköposti: rareko@utu.fi

Pasi Nurmi
Tuorlan observatorio
Piikkiö, Finland
Matkapuhelin: +358 440 121 971

Elena Borisova
ETH Zurich
Switzerland
Puh.: +41 44 633 77 09
Sähköposti: borisova@phys.ethz.ch

Sebastiano Cantalupo
ETH Zurich
Switzerland
Puh.: +41 44 633 70 57
Sähköposti: cantalupo@phys.ethz.ch

Mathias Jäger
Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 176 62397500
Sähköposti: mjaeger@partner.eso.org

Connect with ESO on social media

Tämä on ESO:n lehdistötiedotteen käännös eso1638.

Tiedotteesta

Tiedote nr.:eso1638fi
Nimi:Quasar
Tyyppi:Early Universe : Galaxy : Activity : AGN : Quasar
Facility:Very Large Telescope
Instruments:MUSE
Science data:2016ApJ...831...39B

Kuvat

Bright halos around distant quasars
Bright halos around distant quasars
Englanniksi

Videot

Bright halos around distant quasars
Bright halos around distant quasars
Englanniksi
3D animation of quasar halo
3D animation of quasar halo
Englanniksi

Katso myös