eso1727is — Fréttatilkynning

ALMA finnur mikið magn af ólgandi gasi í fjarlægum vetrarbrautum

Fyrsta mælingin á CH+ sameindum í fjarlægum hrinuvetrarbrautum veitir innsýn í stjörnumyndunarsögu alheimsins

30. ágúst 2017

Stjörnufræðingar sem notuðu ALMA hafa í fyrsta sinn komið auga á CH+ sameind í köldu, ólgandi gasi í kringum fjarlægar hrinuvetrarbrautir. Mælingarnar varpa nýju ljósi á hvernig vetrarbrautir ná að lengja tímabil örrar stjörnumyndunar og opna um leið nýjan glugga í rannsóknum á þessu mikilvæga skeiði í þróun þeirra. Niðurstöðurnar eru birtar í tímaritinu Nature.

Hópur stjörnufræðinga undir forystu Edith Falgarone (Ecole Normale Supérieure og Observatoire de Paris í Frakklandi) notaði Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) til að mæla kolefnis hýdríðsameindina CH+ [1] í fjarlægri hrinuvetrarbraut [2]. Stjörnufræðingarnir fundu sterk merki um CH+ í fimm af sex vetrarbrautum sem rannsakaðar voru, þar á meðal í Augnháraþokunni (eso1012) [3]. Rannsóknin veitir nýjar upplýsingar sem hjálpa stjörnufræðingum að skilja hvernig vetrarbrautir vaxa og hvernig nágrenni vetrarbrauta viðheldur stjörnumyndun.

„CH+ er sérstök sameind. Mikla orku þarf til að mynda hana og hún er líka mjög hvarfgjörn sem þýðir að endingartími hennar er mjög stuttur. Hana er því ekki hægt að flytja yfir langar vegalengdir. CH+ sýnir þar af leiðandi hvernig orka flæðir um vetrarbrautir og nágrenni þeirra,“ sagði Martin Zwaan, stjörnufræðingur hjá ESO, sem tók þátt í rannsókninni.

Hvernig CH+ flytur orku má líkja við bát á lygnu hafi á dimmu, tunglskinslausu kvöldi. Við réttar aðstæður getur flúrljómandi svif lýst upp í kringum bátinn þegar hann siglir. Ókyrrð vegna bátsins þegar hann klýfur vatnið örvar svifið svo það gefur frá sér ljós, sem svo aftur sýnir hvar ólgurnar eru í vatninu. CH+ myndast aðeins á svæðum þar sem dregur úr ólgandi hreyfingu gass, svo mælingar á því sýna hvernig orka flyst til í vetrarbrautum.

Mælingarnar á CH+ sýna hvar þéttar höggbylgjur, knúnar áfram af heitum, hröðum vetrarbrautavindum verða til í stjörnumyndunarsvæðum vetrarbrauta. Vindarnir flæða í gegnum vetrarbrautina og þrýsta efni út úr henni en ókyrrðin er slík að þyngdarkraftur vetrarbrautarinnar sjálfrar getur fangað aftur hluta efnisins. Efnið safnast saman í stórar, ólgandi lindir úr köldu, þunnu gasi sem nær meira en 30.000 ljósár frá stjörnumyndunarsvæðum vetrarbrautarinnar [4].

„Með CH+ sameindinni komumst við að því að orkan varðveitist í umfangsmiklum vetrarbrautavindum en veldur ólgandi hreyfingu í áður óséðum og köldum gaslindum í kringum vetrarbrautina,“ sagði Falgarone sem er aðalhöfundur greinarinnar um rannsóknina. „Niðurstöður okkar eru áskorun fyrir kenningar um þróun vetrarbrauta. Með því að hrinda af stað ókyrrð í gaslindunum lengja vetrarbrautavindarnir stjörnumyndunarskeiðið í stað þess að stöðva það.“

Stjörnufræðingarnir fundu út vetrarbrautavindarnir einir og sér geta ekki endurnýjað gasbirgðirnar sem bendir til að efnið komi úr samruna vetrarbrauta eða hröðun frá huldum gasstraumum eins og kenningar spá fyrir um.

>em>„Uppgötvunin er stórt skref fram á við í skilningi okkar á því hvað stýrði innflæði efnis í kringum öflugustu hrinuvetrarbrautirnar í árdaga alheimsins,“ sagði Rob Ivison, meðhöfundur greinarinnar og rannsóknarstjóri ESO. „Þetta sýnir hvað hægt er að gera þegar vísindamenn út ýmsum fögum koma saman og nýta sér öflugustu sjónauka heims.“

Skýringar

[1] CH+ er jón CH sameindar sem efnafræðingar kalla metýldýníum. Hún er ein af fyrstu þremur sameindunum sem fundist hafa í miðgeimsefninu. Frá því að sameindin fannst upp úr 1940 hefur tilvist CH+ verið ráðgáta þar sem hún er mjög hvarfgjörn og hverfur þar af leiðandi mun hraðar ein aðrar sameindir.

[2] Þessar vetrarbrautir eru þekktar fyrir miklu örari stjörnumyndun samanborið við vetrarbrautir á borð við okkar eigin, sem gerir þær kjörnar til rannsókna á vexti vetrarbrauta og víxlverkunnar gass, ryks, stjarna og svarthola í miðju þeirra.

[3] ALMA var notuð til að ná litrófum af hverri vetrarbraut. Litróf myndast þegar ljós frá fyrirbæri er klofið í mismunandi liti eða bylgjulengdir, á svipaðan hátt og regndropar kljúfa ljós og mynda regnboga. Þar sem hvert frumefni hefur einstakt „fingrafar,“ í litrófi er hægt að nota litróf til að ákvarða efnasametningu fyrirbæra.

[4] Þessar ólgandi gasbirgðir gætu verið sama eðlis og risaljóshjúparnir sem sjást í kringum fjarlæg dulstirni.

Frekari upplýsingar

Skýrt var frá rannsókninni í greininni „Large turbulent reservoirs of cold molecular gas around high redshift starburst galaxies“ eftir E. Falgarone o.fl., sem birtist í Nature hinn 30. ágúst 2017.

Í rannsóknarteyminu eru E. Falgarone (Ecole Normale Supérieure and Observatoire de Paris, Frakklandi), M.A. Zwaan (ESO, Þýskalandi), B. Godard (Ecole Normale Supérieure og Observatoire de Paris, Frakklandi), E. Bergin (University of Michigan, Bandaríkin), R.J. Ivison (ESO, Þýskaland; University of Edinburgh, Bretland), P. M. Andreani (ESO, Þýskaland), F. Bournaud (CEA/AIM, Frakkland), R. S. Bussmann (Cornell University, Bandaríkin), D. Elbaz (CEA/AIM, Frakklandi), A. Omont (IAP, CNRS, Sorbonne Universités, Frakklandi), I. Oteo (University of Edinburgh, Bretlandi; ESO, Þýskalandi) og F. Walter (Max-Planck-Institut für Astronomie, Þýskalandi.

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), alþjóðleg stjörnustöð, er samstarfsverkefni ESO, National Science Foundation (NSF) í Bandaríkjunum og National Institutes of Natural Sciences (NINS) í Japan, í samvinnu við Chile. ALMA er fjármögnuð af ESO fyrir hönd aðildarríkja þess, af NSF í samstarfi við National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC) og NINS í samvinnu við Academia Sinica (AS) í Taívan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

ESO sér um smíði og rekstur ALMA fyrir hönd aðildarríkjanna 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).

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, Extremely Large Telescope eða ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
Stjörnufræðivefurinn
Ísland
Farsími: 8961984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Edith Falgarone
Ecole Normale Supérieure — Observatoire de Paris
Paris, France
Sími: +33 01 4432 3347
Tölvupóstur: edith.falgarone@ens.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 eso1727.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1727is
Nafn:Cosmic Eyelash
Tegund:Local Universe : Galaxy : Activity : Starburst
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2017Natur.548..430F

Myndir

Artist’s impression of gas fueling distant starburst galaxies
Artist’s impression of gas fueling distant starburst galaxies
texti aðeins á ensku
ALMA view of the Cosmic Eyelash
ALMA view of the Cosmic Eyelash
texti aðeins á ensku

Myndskeið

Zooming in on the Cosmic Eyelash
Zooming in on the Cosmic Eyelash
texti aðeins á ensku

Sjá einnig