eso1516is — Fréttatilkynning

Risavetrarbrautir deyja innan frá

Mælingar VLT og Hubble sýna að stjörnumyndun deyr fyrst út í miðju sporvöluvetrarbrauta

16. apríl 2015

Stjörnufræðingar hafa í fyrsta sinn sýnt fram á hvernig stjörnumyndun í „dauðum“ vetrarbrautum lognaðist út af fyrir milljörðum ára. Mælingar Very Large Telescope ESO og Hubble geimsjónauka NASA og ESA sýna að þremur milljörðum ára eftir Miklahvell voru stjörnur enn að myndast í útjöðrum þessara vetrarbrauta en ekki í innviðunum. Slokknun stjörnumyndunar virðist því hafa hafist í miðju vetrarbrautanna og síðan dreifst út í ytri svæðin. Niðurstöðurnar verða birtar 17. apríl 2015 í tímaritinu Science.

Ein helsta ráðgáta nútíma stjarnvísinda snýr að því hvernig slokknaði á myndun stjarna í efnismiklum en kyrrlátum sporvöluvetrarbrautum, sem eru algengar í alheiminum í dag. Í miðsvæðum slíkra risavetrarbrauta er venjulega tíu sinnum þéttari stjörnuskari en í Vetrarbrautinni okkar. Sporvöluvetrarbrautir eru ennfremur jafnan um tíu sinnum massameiri en Vetrarbrautin okkar.

Stjörnufræðingar tala stundum um þessara stóru vetrarbrautir sem rauðar og dauðar, því í þeim er mikill fjöldi gamalla rauðleitra stjarna en sárafáar ungar, bláar stjörnur og engin merki um að nýjar stjörnur séu að myndast. Aldur rauðu stjarnanna bendir til að vetrarbrautir af þessu tagi hafi hætt að framleiða stjörnur fyrir um tíu milljörðum ára. Um svipað leyti var myndun stjarna í hámarki í alheiminum og í sumum vetrarbrautum var tuttugu sinnum örari stjörnumyndun en í dag.

„Massamiklar, dauðar sporvölur innihalda um það bil helming allra stjarna til hafa orðið í alheiminum,“ segir Sandro Tacchella við ETH Zurich í Sviss, aðalhöfundur greinarinnar um rannsóknina. „Við getum ekki þóst skilja hvernig alheimurinn þróaðist og varð eins og hann er í dag nema við skiljum tilurð þessara vetrarbrauta.“

Tacchella og samstarfsfólk hans rannsakaði 22 mismassamiklar vetrarbrautir um það bil þremur milljörðum ára eftir Miklahvell [1]. SINFONI mælitækið á Very Large Telescope (VLT) ESO safnaði ljósi frá vetrarbrautunum og sýndi nákvæmlega hvar nýjar stjörnur voru að myndast í þeim. Hægt var að gera mælingarnar með SINFONI þökk sé aðlögunarsjóntækjunum sem drógu úr truflandi áhrifum lofthjúps Jarðar á mælingarnar.

Í rannsókninni var Hubble geimsjónauka NASA og ESA líka beint að sömu vetrarbrautum og nýttist staðsetning hans utan lofthjúps Jarðar til hins ítrasta. WFC3 myndavél Hubbles tók myndir í nær-innrauðu ljósi sem sýndu dreifingu eldri stjarna í virku stjörnumyndunarvetrarbrautunum.

„Það merkilega er að aðlögunarsjóntæki SINFONI getur að mestu leyti dregið úr áhrifum lofthjúpsins og aflað upplýsing um hvar nýju stjörnurnar eru að myndast og það með sömu gæðum og mælingar Hubbles á massadreifingu stjarnanna,“ segir Marcella Carollo, sem er einnig við ETH Zurich og meðhöfundur greinarinnar.

Nýju mælingarnar sýna að í massamestu vetrarbrautunum hélst framleiðsla nýrra stjarna stöðug í útjöðrunum. Í bungunum, á þéttustu svæðunum í miðjunni, hafði stjörnumyndunin hins vegar stöðvast.

„Þessi uppgötvun sýnir hvernig stjörnumyndunin dó innanfrá í massamestu vetrarbrautunum og ætti að varpa ljósi á hvaða ferli réðu þar för, nokkuð sem stjörnufræðingar hafa deilt um lengi,“ segir Alvio Renzini við Padova Observatory hjá Italian National Institute of Astrophysics.

Sú tilgáta sem nýtur mestrar hylli er sú að strókur frá risasvartholunum í miðju vetrarbrautanna dreifi hráefninu í nýjar stjörnur þegar það gleypir efni. Önnur tilgáta er sú að ferskt gas hætti að streyma inn í vetrarbrautina svo hráefni í nýjar stjörnur klárist og smám saman breytist hún í rauða og dauða sporvölu.

„Margar mismunandi kenningar eru til um hvaða ferli það voru sem leiddu til þess að stjörnumyndun í massamiklum sporvölum dóu út,“ segir meðhöfundurinn Natascha Förster Schreiber við Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik í Garching í Þýskalandi. „Að uppgötva að slokknun stjörnumyndunar hófst í miðjunni og hélt áfram út frá henni er mikilvægt skref í átt að frekari skilningi á því hvernig alheimurinn varð eins og hann er í dag.“

Skýringar

[1] Alheimurinn er um 13,8 milljarða ára, svo vetrarbrautirnar í rannsókn Tacchella og samstarfsmanna birtast okkur eins og þær litu út fyrir um 10 milljörðum ára.

Frekari upplýsingar

Rannsóknin var kynnt í greininni „Evidence for mature bulges and an inside-out quenching phase 3 billion years after the Big Bang“ eftir S. Tacchella o.fl., sem birtist í tímaritinu Science 17. apríl 2015.

Í rannsóknarteyminu eru Sandro Tacchella (ETH Zurich, Sviss), Marcella Carollo (ETH Zurich), Alvio Renzini (Italian National Institute of Astrophysics, Padua, Ítalíu), Natascha Förster Schreiber (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, Þýskalandi), Philipp Lang (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik), Stijn Wuyts (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik), Giovanni Cresci (Istituto Nazionale di Astrofisica), Avishai Dekel (The Hebrew University, Ísrael), Reinhard Genzel (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik og University of California, Berkeley, California, Bandaríkjunum), Simon Lilly (ETH Zurich), Chiara Mancini (Italian National Institute of Astrophysics), Sarah Newman (University of California, Berkeley, California, Bandaríkjunum), Masato Onodera (ETH Zurich), Alice Shapley (University of California, Los Angeles, Bandaríkjunum), Linda Tacconi (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, Þýskalandi), Joanna Woo (ETH Zurich) og Giovanni Zamorani (Italian National Institute of Astrophysics, Bologna, Ítalíu).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 16 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Póllands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands, auk gestaþjóðarinnar Chile. 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 stór þátttakandi í ALMA, stærsta stjarnvísindaverkefni heims. Á Cerro Armazones, skammt frá Paranal, er ESO að smíða 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

Sandro Tacchella
ETH Zurich
Zurich, Switzerland
Sími: +41 44 633 6314
Farsími: +41 76 480 7963
Tölvupóstur: sandro.tacchella@phys.ethz.ch

Marcella Carollo
ETH Zurich
Zurich, Switzerland
Sími: +41 797 926 581
Tölvupóstur: marcella@phys.ethz.ch

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6655
Farsími: +49 151 1537 3591
Tölvupóstur: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1516.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1516is
Nafn:Galaxies
Tegund:Early Universe : Galaxy : Type : Elliptical
Facility:Hubble Space Telescope, Very Large Telescope
Instruments:SINFONI
Science data:2015Sci...348..314T

Myndir

Galaxies die from the inside out
Galaxies die from the inside out
texti aðeins á ensku
Elliptical galaxy IC 2006
Elliptical galaxy IC 2006
texti aðeins á ensku

Sjá einnig