eso2101is — Fréttatilkynning

ALMA sér fjarlægja samrunavetrarbraut fjara út þegar hún glatar getunni til að framleiða nýjar stjörnur

11. janúar 2021

Vetrarbrautir byrja að „deyja“ þegar þær hætta að framleiða nýjar stjörnur. Stjörnufræðingar hafa þó aldrei séð þetta dauðaferli hefjast í fjarlægrum vetrarbrautum með skýum hætti fyrr en nú. Með hjálpa Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), sem European Southern Observatory (ESO) er þáttakandi í, hafa stjörnufræðingar nú séð vetrarbraut kasta frá sér nærri helmingi af stjörnumyndunargasi sínu. Þetta gerist með miklu offorsi því svo virðist sem vetrarbrautin kasti frá um 10000 sólmössum af efni á ári og glatar þannig getunni til að mynda nýjar stjörnur. Stjörnufræðingarnir telja að árekstur við aðra vetrarbraut hafi hrundið þessu ferli af stað. Mælingarnar gætu hjálpað okkur að skilja betur hvernig vetrarbrautir hætta að framleiða nýjar stjörnur.

„Þetta er í fyrsta sinn sem við höfum séð hefðbundna vetrarbraut í hinum fjarlæga alheimi um það bil að „deyja“ vegna mikillar gaslosunar,“ sagði Annagrazia Puglisi, umsjónarkona rannsóknarinnar og stjörnufræðingur við Durhamháskóla í Bretlandi og Saclay Nuclear Research Center (CEA-Saclay) í Frakklandi. Vetrarbrautin kallast ID2299 og er í um 9 milljarða ljósára fjarlægð frá okkur, svo við sjáum hana eins og hún leit út þegar alheimurinn var aðeins 4,6 milljarða ára gamall.

Gaslosunin jafngildir um 10.000 sólum á ári. Um leið kastast um 46% af öllu köldu gasi út úr ID2299. Á sama tíma myndar vetrarbrautin stjörnur svo hratt, mörg hundruð sinnum hraðar en Vetrarbrautin okkar, svo restin af gasinu klárast mjög hratt og verður búið eftir aðeins nokkra tugi milljóna ára.

Atburðurinn sem ber ábyrgð á þessari miklu gaslosun er árekstur milli tveggja vetrarbrauta sem myndaði ID2299. Það má sjá af því að gaslosunin á sér stað í gegnum fyrirbæri sem kallast „flóðahali“. Flóðahalar eru ílangir straumar úr gasi og stjörnum og liggja út í geiminn. Þeir verða til vegna flóðkrafta við samruna vetrarbrauta og eru jafnan fremur daufir, sér í lagi þegar um er að ræða vetrarbrautir í órafjarlægð. Stjörnufræðingum tókst hins vegar að nema fyrirbærið og staðfesta að um flóðahala væri að ræða.

Stjörnufræðingar hafa löngum talið að vindar frá myndun nýrra stjarna, sem og virkni svartholsins í miðju vetrarbrauta, eigi sök á því að varpa efni út í geiminn og bindi þannig endi á getu vetrarbrauta til að framleiða nýjar stjörnur. Rannsóknin sem kynnt er í dag í Nature Astronomy bendir hins vegar til þess að vetrarbrautasamrunar geti líka losað gas út í geiminn.

Rannsóknin okkar bendir til þess að gaslosun fylgi samrunum vetrarbrauta og að vindar og flóðahalar geti virst mjög svipaðir,“ sagði Emanuele Daddi við CEA-Saclay, meðhöfundur greinarinnar. Af þessum sökum gætu aðrir rannsóknarhópar, sem hafa áður komið auga á vinda frá fjarlægum vetrarbrautum, í raun hafa séð flóðhala að losa gas úr þeim. „Þetta gæti leitt til þess að við endurskoðum skilning okkar á því hvernig vetrarbrautir „deyja“,“ sagði Daddi.

Puglisi er sammála um mikilvægi uppgötvunarinnar: „Ég var spennt að uppgötva svo einstaka vetrarbraut! Ég gat ekki beðið eftir því að læra meira um þetta skrítna fyrirbæri því ég var sannfærð um að hún hefði eitthvað mikilvægt að kenna okkur um þróun fjarlægra vetrarbrauta.“

Uppgötvunin var gerð fyrir tilviljun. Hópurinn var að skoða mælingar sem ALMA gerði á köldu gasi í meira en 100 fjarlægum vetrarbrautum þegar sú sem hér um ræðir kom í leitirnar. ALMA rannsakað ID2299 aðeins í nokkrar mínútur. En greinigeta þessarar öflugu stjörnustöðvar í norðurhluta Chile gerði teyminu kleift að afla nægra gagna til að finna hana og greina flóðahalann.

„ALMA hefur varpað nýju ljósi á ferli sem geta stöðvar myndun stjarna í fjarlægum vetrarbrautum. Það bætir mikilvægum bita í flókið pússl vetrarbrautarþróunar að finna hana,“ sagði Chiara Circosta, vísindamaður við University College London í Bretlandi, sem einnig var hluti af teyminu.

Í framtíðinni gæti rannsóknarhópurinn notað ALMA til að gera dýpri mælingar í meiri upplausn af vetrarbrautinni til að öðlast enn betri skilning á gaslosuninni. Í framtíðinni gætu svo mælingar með Extremely Large Telescope ESO gert hópnum kleift að rannsaka enn betur tengslin milli stjarnanna og gassins í ID2299 og varpað nýju ljósi á þróun vetrarbrauta.

Frekari upplýsingar

Rannsóknin var kynnt í greininni „A titanic interstellar medium ejection from a massive starburst galaxy at z=1.4“ sem birtist í Nature Astronomy (doi: 10.1038/s41550-020-01268-x).

Í rannsóknarteyminu eru A. Puglisi (Centre for Extragalactic Astronomy, Durham University, UK and CEA, IRFU, DAp, AIM, Université Paris-Saclay, Université Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, CNRS, France [CEA]), E. Daddi (CEA), M. Brusa (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna, Italy and INAF-Osservatorio Astronomico di Bologna, Italy), F. Bournaud (CEA), J. Fensch (Univ. Lyon, ENS de Lyon, Univ. Lyon 1, CNRS, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, France), D. Liu (Max Planck Institute for Astronomy, Germany), I. Delvecchio (CEA), A. Calabrò (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Italy), C. Circosta (Department of Physics & Astronomy, University College London, UK), F. Valentino (Cosmic Dawn Center at the Niels Bohr Institute, University of Copenhagen and DTU-Space, Technical University of Denmark, Denmark), M. Perna (Centro de Astrobiología (CAB, CSIC–INTA), Departamento de Astrofísica, Spain and INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italy), S. Jin (Instituto de Astrofísica de Canarias and Universidad de La Laguna, Dpto. Astrofísica, Spain), A. Enia (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Padova, Italy [Padova]), C. Mancini (Padova) og G. Rodighiero (Padova and INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Italy).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 16 landa: Austurríkis, Belgíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Írlands, 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“.

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).

Tenglar

Tengiliðir

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

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

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

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

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6670
Farsími: +49 151 241 664 00
Tölvupóstur: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso2101.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso2101is
Nafn:ID2299
Tegund:Early Universe : Galaxy
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2021NatAs...5..319P

Myndir

Artist’s representation of the ID2299 galaxy
Artist’s representation of the ID2299 galaxy
texti aðeins á ensku