eso1548is — Fréttatilkynning

XXL leit að vetrarbrautaþyrpingum

Mælingar með sjónaukum ESO færa þriðju víddina inn í rannsókn á dökku hliðum alheimsins

15. desember 2015

Sjónaukar ESO hafa fært alþjóðlegum hópi stjörnufræðinga þriðju víddina í viðamikla rannsókn á stærstu fyrirbærunum í alheiminum sem þyngdarkrafturinn bindur saman — vetrarbrautaþyrpingum. Mælingar frá VLT og NTT og öðrum stjörnustöðvum víða um heim voru notaðar í XXL kortlagningarverkefnið sem er ein stærsta rannsókn sem fram hefur farið á vetrarbrautaþyrpingum.

Vetrarbrautaþyrpingar eru stórir söfn vetrarbrauta sem geyma auk þess mikið magn af svo heitu gasi að það gefur frá sér röntgengeislun. Vetrarbrautaþyrpingar eru stjörnufræðingum mjög mikilvægar því talið er að hulduefni og hulduorka hafi mikil áhrif á myndun þeirra. Með því að rannsaka eiginleika þyrpinganna á mismunandi stigum í sögu alheimsins er hægt að nota vetrarbrautaþyrpingar til að varpa ljósi á dökku hliðar alheimsins, sem eru mönnum enn mjög torskildar.

Í rannsóknarteyminu eru meira en 100 stjörnufræðingar frá öllum heimshornum. Árið 2011 hófst leit að þyrpingunum með XMM-Newton gervitungli ESA sem nemur háorku-röntgengeislunina sem kemur frá þyrpingunum og kemur upp um þær, en lofthjúpur Jarðar gleypir hana í sig. Gögnum gervitunglsins var síðan blandað saman við mælingar frá sjónaukum ESO og öðrum stjörnustöðvum á Jörðinni. Útkoman er risavaxið gagnasafn á ýmsum bylgjulengdum rafsegulrófsins [1] sem fer enn vaxandi og kallast XXL kortlagningin.

„Meginmarkmið XXL verkefnisins er að útbúa vel skilgreint safn meira en 500 vetrarbrautaþyrpinga út til þeirrar fjarlægðar þegar alheimurinn var helmingi yngri en hann er í dag,“ segir Marguerite Pierre hjá CEA í Saclay í Frakklandi, sem hefur umsjón með rannsókninni.

XMM-Newton sjónaukinn gerði mælingar á tveimur svæðum á himninum — sem hvort um sig er hundrað sinnum stærra en flatarmál fulls tungls — í leit að áður óþekktum vetrarbrautaþyrpingum. XXL rannsóknarteymið hefur nú birt fyrstu niðurstöður sínar í fjölmörgum greinum um 100 björtustu þyrpingarnar sem fundust [2].

Mælingar EFOSC2 tækisins á New Technology Telescope (NTT) og FORS mælitækisins á Very Large Telescope (VLT) ESO voru líka notaðar til að greina vandalega ljósið frá stökum vetrarbrautum í þyrpingunum. Það gerði vísindamönnunum kleift að mæla fjarlægðirnar til vetrarbrautaþyrpinganna nákvæmlega og útbúa þannig þrívítt líkan af geimnum, sem er nauðsynlegt að gera fyrir nákvæmar mælingar á hulduefni og hulduorku [3].

Búist er við því að XXL verkefnið leiði til margra spennandi og óvæntra uppgötvana og jafnvel þótt aðeins sé búið að afla einn fimmta af heildargagnamagninu, hafa nokkrar óvæntar og mikilvægar uppgötvanir þegar orðið.

Í einni greininni er fjallað um uppgötvun á fimm nýjum ofurþyrpingum — þyrpingum vetrarbrautaþyrpinga — sem bætist í hóp þeirra sem þegar er vitað um, eins og þá sem við tilheyrum, Laniakea ofurþyrpinguna.

Önnur grein fjallar um mælingar á tiltekinni vetrarbrautaþyrpingu (óformlega kölluð XLSSC-116) sem er í sex milljarða ljósára fjarlægð frá okkur [4]. Í þessari þyrpingu sá MUSE mælitækið í VLT óvenju bjart og dreift ljós.

„Þetta er í fyrsta sinn sem við gátum rannsakað í smáatriðum dreift ljós í fjarlægari vetrarbrautaþyrpingu, sem sýnir vel greinigetu MUSE í slíkar rannsóknir,“ segir Christoph Adami við Laboratoire d’Astrophysique í Marseille í Frakklandi, einn af meðhöfundum greinarinnar.

Hópurinn notaði líka gögnin til að staðfesta þá kenningu að í fortíðinni voru vetrarbrautaþyrpingar smærri útgáfur af þeim sem við sjáum í dag. Það er mikilvæg niðurstaða fyrir fræðilegan skilning á þróun vetrarbrautaþyrpinga yfir ævi alheimsins.

Sú einfalda aðferð að telja vetrarbrautaþyrpingarnar í XXL gögnunum hefur líka staðfest eldri niðurstöður sem menn hafa klórað sér í kollinum yfir: Vetrarbrautaþyrpingarnar eru færri en búast mátti við út frá spám heimsfræðilegra stærða eins og Planck gervitungl ESA mælir þær. Ástæðan fyrir því er óljós en stjörnufræðingarnir vonast til að komast til botns í því þegar allt gagnasafnið liggur fyrir árið 2017.

Þessar fjórar mikilvægu niðurstöður eru aðeins forsmekkurinn að því sem koma skal í þessari risavöxnu rannsókn á massamestu fyrirbærum alheimsins.

Skýringar

[1] Í XXL kortlagningunni er blandað saman gögnum úr ýmsum gagnasöfnum, sem og nýjum mælingum á vetrarbrautaþyrpingum á bylgjulengdum milli 1 × 10—4 μm (röntgengeislun, mæld með XMM) og yfir 1 metra (mæld með Giant Metrewace Radio Telescope [GMRT]).

[2] Vetrarbrautaþyrpingarnar sem fjallað er um í þrettán ritrýndum greinum hafa rauðvik milli z = 0,05 og z = 1,05, sem samsvarar 13 til 5,7 milljörðum ára.

[3] Rannsóknir á vetrarbrautaþyrpingum krefjast þess að fjarlægðirnar til þeirra séu vel þekktar. Þótt hægt sé að geta sér til um fjarlægðirnar — ljósmælt rauðvik — með því að greina liti þeirra á mismunandi bylgjulengdum, þarf nákvæmara litrófsrauðvik. Litrófsrauðvik voru líka sótt úr gagnasöfnum, t.d. VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey (VIPERS), VIMOS-VLT Deep Survey (VVDS) og GAMA kortlagningunni.

[4] Þessi tiltekna vetrarbrautaþyrping hafði rauðvikið z = 0,543.

Frekari upplýsingar

Lýsing á kortlagningunni og nokkrar fyrstu niðurstöður hennar verða kynntar í nokkrum ritrýndum greinum sem birtast í tímaritinu Astronomy & Astrophysics sem kemur út 15. desember 2015.

Hér er listi yfir alla meðlimi í XXL hópnum.

XXL er alþjóðlegt verkefni sem byggir á XMM Very Large Programme verkefninu, þar sem kortlögð eru tvö 25 fergráðu svæði á himninum í ~5 × 10–15 erg cm—2 s—1 dýpt á [0.5—2] keV bandinu fyrir punktuppsprettur. Vefsíða XLL er hér. Fjölbandsupplýsingar og eftirfylgni með ltirófsmælingum á röntgenlindum eru gerðar í gegnum fjölda annarra verkefni sem talin eru upp hér.

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

Marguerite Pierre
CEA
Saclay, France
Tölvupóstur: marguerite.pierre@cea.fr

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 eso1548.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1548is
Nafn:XXL-South Field
Tegund:Early Universe : Galaxy : Grouping : Cluster
Early Universe : Cosmology
Facility:ESA XMM-Newton, New Technology Telescope, Very Large Telescope
Instruments:EFOSC2, FORS2
Science data:2016A&A...592A...7A
2016A&A...592A...6P
2016A&A...592A...4L
2016A&A...592A...2P
2016A&A...592A...1P

Myndir

X-ray image of the XXL-South Field
X-ray image of the XXL-South Field
texti aðeins á ensku
Composite of x-ray and visible light views of a distant cluster of galaxies
Composite of x-ray and visible light views of a distant cluster of galaxies
texti aðeins á ensku
Visible light view of a distant galaxy cluster discovered in the XXL survey
Visible light view of a distant galaxy cluster discovered in the XXL survey
texti aðeins á ensku
Composite of x-ray and visible light views of a distant cluster of galaxies
Composite of x-ray and visible light views of a distant cluster of galaxies
texti aðeins á ensku

Samanburður á myndum

Comparison of a distant galaxy cluster in X-ray and visible light
Comparison of a distant galaxy cluster in X-ray and visible light
texti aðeins á ensku

Sjá einnig