eso2101hu — Tudományos közlemények

Összeolvadás miatt állt le a csillagkeletkezés az ALMA által észlelt „haldokló”, távoli galaxisban

2021. január 11.

A galaxisok akkor kezdenek el „haldokolni”, amikor leáll bennük a csillagkeletkezés, de mostanáig a csillagászoknak távoli galaxisok esetében nem sikerült tetten érniük a folyamat kezdetét. Az Európai Déli Obszervatórium partnerségével üzemeltetett ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) antennarendszer segítségével most azonban egy olyan galaxist figyeltek meg, ahonnan éppen kidobódik a csillagok létrehozására alkalmas gáz közel fele. A folyamat üteme megdöbbentő, évente tízezer naptömegnyi gáz távozik, azaz a galaxis nagyon gyorsan elveszti azt az anyagot, amiből új csillagok keletkezhetnének. A kutatócsoport úgy véli, hogy a látványos folyamatot egy másik galaxissal történt ütközés indította be, ez viszont arra késztetheti a csillagászokat, hogy újragondolják a csillagkeletkezés leállásával kapcsolatos elképzeléseiket.

Ez az első alkalom, hogy sikerült megfigyelnünk, amint az Univerzum távoli részében egy gigantikus gázkidobódás miatt elkezdődik egy jellegzetes, nagy tömegű csillagontó galaxis »haláltusája«” – kezdi az új vizsgálatot vezető kutató, Annagrazia Puglisi (Durham University, Egyesült Királyság és Saclay Magfizikai Kutatóközpont [CEA-Saclay], Franciaország). Az ID2299 katalógusjelű galaxis olyan messze van, hogy fénye 9 milliárd év alatt ér el hozzánk, így abban az állapotában láthatjuk, amikor az Univerzum még csak 4,5 milliárd éves volt.

A gázkidobódás üteme évente tízezer naptömegnek felel meg, és a folyamat az ID2299 hideg gázanyagának megdöbbentően nagy részét, 46%-át eltávolítja. Mivel a galaxisban a csillagkeletkezés is igen gyorsan, a tejútrendszerbeli ütemnél több százszor gyorsabban zajlik, a maradék gáz nagyon hamar elfogy, és az ID2299 néhány tízmillió éven belül „lekapcsol”.

A kutatócsoport úgy véli, hogy a látványos anyagvesztési folyamat oka két galaxis ütközése, amelyek végül az ID2299 jelű galaxissá olvadtak össze. A kutatókat az terelte ebbe az irányba, hogy a kidobódott gáz egy „árapálycsóvához” kapcsolódik. Az árapálycsóvák a galaxisközi térbe nyúló, csillagokból és gázból álló áramok, amelyek két galaxis ütközésekor jönnek létre, és általában túlságosan halványak ahhoz, hogy nagy távolságból is észrevehetők legyenek. A csoportnak azonban sikerült egy viszonylag fényes, éppen kidobódó objektumot észlelnie, és azt árapálycsóvaként azonosítani.

A csillagászok többsége úgy gondolja, hogy a csillagkeletkezés által okozott csillagszél és a nagy tömegű galaxisok centrumában helyet foglaló fekete lyukak aktivitása felelős a csillagképző anyag kidobódásáért, ezáltal pedig azért, hogy a galaxisok elvesztik a képességüket új csillagok létrehozására. A Nature Astronomy folyóiratban ma közölt tanulmány azonban rámutat arra, hogy a galaxisok összeolvadása is okozhatja a csillagkeletkezés üzemanyagának elvesztését.

Vizsgálatunk azt jelzi, hogy az összeolvadás is okozhat gázkidobódásokat, ez az anyagkiáramlás és az árapálycsóvák pedig nagyon hasonlóak lehetnek” – mondja a tanulmány társszerzője, Emanuele Daddi (CEA-Saclay). Így azok a csoportok, amelyek korábban távoli galaxisok kiáramlásait detektálták, valójában árapálycsóvákban kidobódó gázt figyelhettek meg. „Ez pedig arra késztethet bennünket, hogy felülvizsgáljuk azzal kapcsolatos elképzeléseinket, miként »halnak meg« a galaxisok” – teszi hozzá Daddi.

Puglisi – szintén hangsúlyozva a csoport felfedezésének fontosságát – így folytatja: „Szinte borzongató érzés volt egy ilyen különleges galaxis felfedezése! Türelmetlenül vártam, hogy még többet megtudjunk erről a furcsa objektumról, mivel meg voltam győződve arról, hogy a távoli galaxisok fejlődésével kapcsolatos fontos információkhoz juthatunk általa.”

A meglepő felfedezés tulajdonképpen a véletlennek köszönhető: a csoport az ALMA egyik galaxisfelmérését tekintette át, mivel éppen egy kutatást terveztek, amelynek során száznál is több távoli galaxisban levő hideg gáz tulajdonságait vizsgálták volna. Az ALMA mindössze néhány percig észlelte az ID2299-et, de a Chile északi részén található antennarendszer így is elég adatot gyűjtött össze a galaxis és a kidobódás detektálásához.

Az ALMA új megvilágításba helyezte azokat a folyamatokat, amelyek a távoli galaxisokban leállíthatják a csillagkeletkezést. Egy ilyen grandiózus szétesési folyamat megfigyelése fontos darabbal járul hozzá a galaxisfejlődés bonyolult kirakós játékának összeállításához” – jegyzi meg a kutatás egyik résztvevője, Chiara Circosta (University College London, Egyesült Királyság).

A jövőben a kutatócsoport az ALMA-val a galaxis nagyobb felbontású, részletesebb vizsgálatát is elvégezheti, amelynek révén jobban megérthetik a kidobódó gáz dinamikai viselkedését. Az ESO épülő Rendkívül Nagy Távcsövének észlelései pedig azt teszik majd lehetővé, hogy a csoport feltárja a csillagok és a gáz közötti kapcsolatot az ID2299-ben, újabb elemekkel gazdagítva a galaxisok fejlődésére vonatkozó tudásunkat.

További információ

A kutatás eredményeit részletező szakcikk „A titanic interstellar medium ejection from a massive starburst galaxy at z=1.4” címmel a Nature Astronomy folyóiratban jelent meg.

A kutatócsoport tagjai: A. Puglisi (Centre for Extragalactic Astronomy, Durham University, Egyesült Királyság és CEA, IRFU, DAp, AIM, Université Paris-Saclay, Université Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, CNRS, Franciaország [CEA]), E. Daddi (CEA), M. Brusa (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna, Olaszország és INAF-Osservatorio Astronomico di Bologna, Olaszország), F. Bournaud (CEA), J. Fensch (Univ. Lyon, ENS de Lyon, Univ. Lyon 1, CNRS, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Franciaország), D. Liu (Max Planck Institut für Astronomie, Németország), I. Delvecchio (CEA), A. Calabrò (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Olaszország), C. Circosta (Department of Physics & Astronomy, University College London, Egyesült Királyság), F. Valentino (Cosmic Dawn Center, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet és DTU-Space, Danmarks Tekniske Universitet, Dánia), M. Perna (Centro de Astrobiología (CAB, CSIC–INTA), Departamento de Astrofísica, Spain és INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Olaszország), S. Jin (Instituto de Astrofísica de Canarias és Universidad de La Laguna, Dpto. Astrofísica, Spanyolország), A. Enia (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Padova, Olaszország [Padova]), C. Mancini (Padova) és G. Rodighiero (Padova és INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Olaszország).

Az ESO a legfontosabb kormányközi csillagászati szervezet Európában, és messze a legeredményesebb földfelszíni csillagászati obszervatórium az egész világon. Tizenhat tagország támogatja: Ausztria, Belgium, Csehország, Dánia, az Egyesült Királyság, Finnország, Franciaország, Hollandia, Írország, Lengyelország, Németország, Olaszország, Portugália, Spanyolország, Svájc és Svédország. Ezt a sort egészíti ki az ESO obszervatóriumainak befogadóországaként Chile, valamint stratégiai partnerként Ausztrália. Az ESO ambiciózus programjának fő célkitűzése hatékony földi megfigyelő műszerek tervezése, kivitelezése és működtetése annak érdekében, hogy a csillagászok élvonalbeli fontos tudományos felfedezéseket  tehessenek. Az ESO vezető szerepet játszik csillagászati együttműködések elősegítésében és szervezésében. Az ESO három világszínvonalú megfigyelő helyet tart fenn Chilében. Ezek: La Silla, Paranal és Chajnantor. Paranalon üzemel a Nagyon Nagy Távcső (VLT), a világ legkorszerűbb, látható hullámhossztartományban üzemelő csillagászati obszervatóriuma, és két égboltfelmérő távcső, az infravörös hullámhossztartományban működő VISTA és az optikai tartományban érzékeny VLT Égboltfelmérő Távcső. Szintén a Paranalon fogja elhelyezni és üzemeltetni az ESO a Déli Cserenkov Távcsőrendszert (CTAS), a világ legnagyobb és legérzékenyebb gammasugárzás-obszervatóriumát. Az ESO vezető résztvevő az ALMA-együttműködésben, ami jelenleg a legnagyobb létező csillagászati projekt. Mindezeken túl épül már a Paranalhoz közeli Cerro Armazones tetején az ESO 39 méteres Rendkívül Nagy Távcsöve (ELT) is. Ez lesz a világ „égre néző legnagyobb szeme”.

Az ALMA az európai ESO, az Amerikai Egyesült Államokbeli U.S. National Science Foundation (NSF) és a japán National Institutes of Natural Sciences (NINS) együttműködésében, a Chilei Köztársasággal közösen valósult meg. Az ALMA működését a tagállamai részéről az ESO, az NSF együttműködésben a kanadai National Research Council of Canada-val (NRC), a taiwani National Science Council of Taiwan (NSC) és a NINS együttműködésben a taiwani Academia Sinica-val (AS) és a Korea Astronomy and Space Science Institute-tal (KASI) finanszírozza. Az ALMA építését és működtetési feladatait a tagállamai részéről az ESO, Észak-Amerika részéről az Associated Universities, Inc. (AUI) által fenntartott National Radio Astronomy Observatory (NRAO), valamint Kelet-Ázsia részéről a National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) látja el. A Joint ALMA Observatory (JAO) irányítja az ALMA építését, az üzembe helyezését és működtetését.

Linkek

·      Szakcikk

·      Képek az ALMA-ról

·      Kutatóknak: Van érdekes eredménye? Küldje el nekünk!

Kapcsolat

Annagrazia Puglisi
Centre for Extragalactic Astronomy, Durham University
Durham, United Kingdom
E-mail: annagrazia.puglisi@durham.ac.uk

Emanuele Daddi
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Saclay, France
E-mail: edaddi@cea.fr

Chiara Circosta
Department of Physics & Astronomy, University College London
London, UK
E-mail: c.circosta@ucl.ac.uk

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Telefon: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-mail: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Ez az ESO eso2101 sz. sajtóközleményének fordítása

A sajtóközleményről

Közlemény száma:eso2101hu
Név:ID2299
Típus:Early Universe : Galaxy
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array

Képek

Fantáziarajz az ID2299 galaxisról
Fantáziarajz az ID2299 galaxisról

Tekintse meg