eso1429is — Fréttatilkynning

ALMA kannar uppruna skífuvetrarbrauta

Nýjar mælingar skýra hvers vegna vetrarbrautir á borð við þá sem við búum í eru svo algengar í alheiminum

17. september 2014

Um áratugaskeið hafa stjörnufræðingar álitið að samrunar vetrarbrauta leiði til myndunar sporvöluvetrarbrauta. Nú hafa vísindamenn sem notuðu ALMA og nokkra aðra útvarpssjónauka í fyrsta sinn fundið bein sönnunargögn fyrir því að skífuvetrarbrautir geti myndast við vetrarbrautasamruna og að sú útkoma sé í raun fremur algeng. Þessar óvæntu niðurstöður gætu útskýrt hvers vegna þyrilvetrarbrautir á borð við Vetrarbrautina okkar eru jafn algengar í alheiminum og raun ber vitni.

Alþjóðlegur hópur stjörnufræðinga undir forystu Junko Ueda, vísindamanns við Japan Society for the Promotion of Science, hefur gert óvæntar mælingar sem sýna að flestir vetrarbrautasamrunar í hinum nálæga alheimi — í 40-600 milljón ljósára fjarlægð frá Jörðinni — leiðir til myndunar skífuvetrarbrautar. Skífuvetrarbrautir — þar á meðal þyrilvetrarbrautir eins og sú sem við búum í og linsulaga vetrarbrautir — eru skilgreindar sem pönnukökulaga þokur úr stjörnum, gasi og ryki og ólíkar sporvöluvetrarbrautum.

Um árabil hefur ríkt nokkuð víðtæk sátt meðal stjörnufræðinga um að samruni skífuvetrarbrauta leiði að lokum til myndunar sporvöluvetrarbrauta. Við þessa ofsafengnu árekstra eykst ekki aðeins massi þeirra þegar þær gleypa hvor aðra, heldur breytist lögun þeirra einnig með tímanum og þar af leiðandi tegundin.

Tölvulíkön frá sjöunda áratug 20. aldar spáðu fyrir um að við samruna tveggja sambærilegra skífuvetrarbrauta yrði til sporvöluvetrarbraut. Líkönin segja að sporvölur séu algengustu vetrarbrautirnar í dag en það kemur ekki heim og saman við mælingar sem sýna að yfir 70% vetrarbrauta í nágrenni okkar eru í raun skífuvetrarbrautir. Nýlegri líkanareikningar benda þó til að samrunar vetrarbrauta geti myndað skífuvetrarbrautir.

Til að átta sig á lokalögun vetrarbrauta eftir samruna út frá mælingum, rannsakaði hópurinn dreifingu gass í 37 vetrarbrautum sem eru á lokastigum samruna. Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) og nokkrir aðrir útvarpssjónaukar [1] voru notaðir til að mæla geislun frá sameindagasinu kolmónoxíði (CO) í vetrarbrautunum.

Þessi rannsókn er sú stærsta sem gerð hefur verið á sameindagasi í vetrarbrautum til þessa og gefur einstaka sýn á hvernig Vetrarbrautin okkar myndaðist hugsanlega. Rannsóknin hópsins leiddi í ljós pönnukökulaga sameindagassvæði í næstum öllum vetrarbrautasamrununum, sem bendir til þess að skífuvetrarbrautir séu þar að myndast. „Í fyrsta sinn höfum við bein sönnunargögn fyrir því að vetrarbrautasamrunar leiði til myndunar skífuvetrarbrauta, ekki sporvöluvetrarbrauta. Þetta er stórt og óvænt skref í átt til þess að leysa ráðgátuna um myndun skífuvetrarbrauta,“ segir Ueda.

Enn er þó margt eftir ólært. „Við erum nú byrjuð að beina sjónum okkar að myndun stjarna í þessum gasskífum. Auk þess þurfum við líka að horfa lengra út í alheiminn. Við vitum að meirihluti vetrarbrauta í hinum fjarlæga alheimi eru líka skífuvetrarbrautir. Hins vegar vitum við enn ekki hvort samrunar vetrarbrauta eigi sök á þeim, eða hvort þær urðu til úr köldu gasi sem fellur hægt og rólega inn í vetrarbrautirnar. Hungsalega höfum við þó fundið ferli sem átt hefur við í gegnum sögu alheimsins,“ segir Ueda að lokum.

Skýringar

[1] Gögnum var aflað með ALMA; Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy: Millímetraröð sem samanstendur af 23 loftnetum í Kaliforníu; Submillimeter Array, hálfsmillímetraröð sem samanstendur af átta loftnetum á Mauna Kea á Hawaii;; Plateau de Bure Interferometer; 45 metra útvarpssjónauka NAOJ Nobeyama Radio Observatory; bandaríska 12 metra sjónauka National Radio Astronomy Observatory; bandaríska 14 metra sjónauka Five College Radio Astronomy Observatory; 30 metra sjónauka IRAM og auk þess Swedish-ESO Submillimeter Telescope.

Frekari upplýsingar

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), alþjóðleg stjörnustöð, er samstarfsverkefni Evrópu, Norður Ameríku og Austur Asíu í samvinnu við Chile. Í Evrópu er verkefnið fjármagnað af ESO, í Norður Ameríku af National Science Foundation (NSF) í samstarfi við National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC) og í Austur Asíu af National Insitutes of Natural Sciences (NINS) í Japan í samstarfi við Academia Sinica (AS) í Taívan. ESO sér um smíði og rekstur ALMA fyrir hönd Evrópu en National Radio Astronomy Observatory (NRAO), sem lýtur stjórn Associated Universities, Inc. (AUI), fyrir hönd Norður Ameríku og National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) fyrir hönd austur Asíu. Samþætt stjórnun á smíði, prófun og rekstri ALMA er í umsjá Joint ALMA Observatory (JAO).

Niðurstöður þessara mælinga voru birtar í greininni „Cold Molecular Gas in Merger Remnants. I. Formation of Molecular Gas Discs“ eftir Ueda o.fl. í Astrophysical Journal Supplement(ágúst 2014).

Rannsóknarteymið samanstendur af Junko Ueda (JSPS postdoctoral fellow/National Astronomical Observatory of Japan [NAOJ]), Daisuke Iono (NAOJ/The Graduate University for Advanced Studies [SOKENDAI]), Min S. Yun (The University of Massachusetts), Alison F. Crocker (The University of Toledo), Desika Narayanan (Haverford College), Shinya Komugi (Kogakuin University/ NAOJ), Daniel Espada (NAOJ/SOKENDAI/Joint ALMA Observatory), Bunyo Hatsukade (NAOJ), Hiroyuki Kaneko (University of Tsukuba), Yoichi Tamura (The University of Tokyo), David J. Wilner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), Ryohei Kawabe (NAOJ/ SOKENDAI/The University of Tokyo) og Hsi-An Pan (Hokkaido University/SOKENDAI/NAOJ)

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 39 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
Háskóli Íslands
Reykjavík, Ísland
Farsími: 8961984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Junko Ueda
JSPS postdoctoral fellow/NAOJ
Sími: +88 422 34 3117
Tölvupóstur: junko.ueda@nao.ac.jp

Lars Lindberg Christensen
Head of ESO ePOD
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6761
Farsími: +49 173 3872 621
Tölvupóstur: lars@eso.org

Masaaki Hiramatsu
NAOJ Chile Observatory EPO officer
Sími: +88 422 34 3630
Tölvupóstur: hiramatsu.masaaki@nao.ac.jp

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1429.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1429is
Nafn:Galaxies
Tegund:Early Universe : Galaxy : Type : Interacting
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2014ApJS..214....1U

Myndir

Distribution of molecular gas in 30 merging galaxies
Distribution of molecular gas in 30 merging galaxies
texti aðeins á ensku

Myndskeið

Merger between two galaxies (artist’s impression)
Merger between two galaxies (artist’s impression)
texti aðeins á ensku

Sjá einnig