Kids

eso1426no — Pressemelding

Beste observasjon hittil av kolliderende galakser i det fjerne univers

ALMA tar en Sherlock Holmes

26. august 2014

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) og en rekke andre teleskoper på bakken og i rommet har gitt et internasjonalt forskerteam de beste bilder så langt av en galaksekollisjon som inntraff da universet var bare halvparten av dets nåværende alder. Astronomene fikk dessuten hjelp av et galaksestort forstørrelsesglass for å avdekke detaljer som ellers ville vært usynlige. De nye undersøkelsene av H-ATLAS J142935.3-002836 viser at dette komplekse og fjerntliggende objektet minner om Antennegalaksene, et velkjent og mye nærmere eksempel på en galaksekollisjon.

Den berømte, fiktive detektiven Sherlock Holmes brukte forstørrelsesglass for å avdekke nesten usynlige, men avgjørende bevis. Astronomer har nå benyttet seg av teleskoper på Jorda og i rommet [1] kombinert med en enorm, kosmisk linse for å studere et interessant tilfelle av intens stjernedannelse i det tidlige univers.

"Teleskopene våre setter ofte grenser for hvor små detaljer vi er i stand til å se. I enkelte tilfeller er vi imidlertid så heldige å få hjelp av naturskapte telelinser," forklarer hovedforfatter Hugo Messias ved Universidad de Concepción (Chile) og Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa (Portugal). "Einstein forutså i sin generelle relativitetsteori at store massekonsentrasjoner i universet kunne bøye lysets bane på samme måte som en vanlig linse."

Slike kosmiske linser skapes av massive strukturer som galakser og galaksehoper, som på grunn av sin sterke gravitasjon avbøyer lyset fra bakenforliggende kilder. Effekten kalles gravitasjonslinsing. Den gjør forskere i stand til å studere objekter som ellers ville vært usynlige, samt direkte sammenligne lokale galakser med mye mer fjerntliggende eksemplarer, som sees slik de var da universet var mye yngre enn nå.

For at gravitasjonslinsene skal kunne fungere, må imidlertid linsegalaksen og den bakenforliggende kilden ligge på linje sett fra vårt ståsted.

"Slike tilfeldige opplinjeringer er forholdsvis sjeldne og ofte vanskelige å identifisere," tilføyer Hugo Messias, "men senere studier har demonstrert at vi kan finne gravitasjonslinser mye mer effektivt ved å observere på fjern-infrarøde og millimeterlange bølgelengder."

H-ATLAS J142935.3-002836, heretter forkortet H1429-0028, er et gravitasjonslinset objekt funnet i kartleggingsprosjektet Herschel Astrophysical Terahertz Large Area Survey (H-ATLAS). Objektet lyser meget svakt på bilder tatt i synlig lys, men det er blant de mest lyssterke gravitasjonslinsede objekter man kjenner til på fjern-infrarøde bølgelengder, selv om avstanden er så stor at vi ser objektet på et tid da universet var kun halvparten så gammelt som nå.

H1429-0028 var en stor utfordring å studere, så det internasjonale astronomteamet satte i gang en omfattende observasjonskampanje med noen av verdens kraftigste teleskoper både på bakken og i rommet, deriblant Romteleskopet Hubble, ALMA, Keck-observatoriet, Karl Jansky Very Large Array (JVLA) med flere. De forskjellige teleskopene gav forskjellige data og bilder, som til sammen gav forskerne mye ny kunnskap om dette uvanlige himmelobjektet.

Hubble- og Keck-bildene avdekte en tydelig ring av lys omkring forgrunnsgalaksen. Ringen skyldes at galaksen fungerer som en gravitasjonslinse og forvrenger og forsterker lyset fra den bakenforliggende kilden. De høyoppløste bildene viste også at denne linsegalaksen er en skiveformet galakse (slik vår egen Melkeveigalakse er), som på grunn av sitt støvinnhold absorberer noe av lyset fra bakgrunnskilden.

At deler av bakgrunnslyset blokkeres, er ikke noe problem for ALMA og JVLA. Disse teleskopene observerer nemlig på lengre bølgelengder, som ikke påvirkes av støv. Ved å kombinere alle dataene oppdaget teamet av bakgrunnskilden faktisk var to kolliderende galakser i ferd med å smelte sammen. Da dette var slått fast, fikk ALMA og JVLA en avgjørende rolle i de videre undersøkelsene av dette objektet.

ALMA kunne blant annet identifisere karbonmonoksidgass, hvilket brukes for å studere stjernedannelsesmekanismer i galakser. ALMA-observasjonene gjorde det også mulig å måle hvordan materialet i bakgrunnsobjektet beveger seg. Dataene beviste at det gravitasjonslinsede objektet er en pågående galaksekollisjon som produserer hundrevis av nye stjerner hvert år, og at en av de to kolliderende galaksene fortsatt viser tegn på rotasjon, noe som igjen tyder på at den var en skiveformet galakse før sammenstøtet.

Systemet bestående av disse to kolliderende galaksene minner om et objekt som er mye nærmere oss, nemlig Antennegalaksene. Dette er et spektakulært sammenstøt mellom to galakser som antas å ha hatt skiveform tidligere. Mens stjernedannelsesraten i Antennegalaksene utgjør noen titalls ganger Solas masse hvert år, konverteres gass tilsvarende over 400 ganger Solas masse til nye stjerner årlig i H1429-0028.

"ALMA var nøkkelen til å løse mysteriet rundt dette objektet ettersom dataene gav oss informasjon om hastigheten til gassen i galaksene. Vi kunne dermed skille de ulike komponentene fra hverandre, noe som viste at det var snakk om en klassisk galaksesammensmelting. Vi har tatt et sammenstøt mellom to svært fjerne galakser på fersken og fått se hvilken voldsom stjernedannelse dette medfører," avslutter Rob Ivison, som er vitenskapelig direktør ved ESO og medforfatter på forskningsartikkelen hvor de nye resultatene presenteres.

Fotnoter

[1] Blant armadaen av instrumenter som ble brukt i undersøkelsene, finnes intet mindre enn tre ESO-teleskoper, nærmere bestemt ALMA, APEX og VISTA. I tillegg bidro følgende teleskoper og kartleggingsprosjekter: Romteleskopet Hubble (NASA/ESA)Gemini South-teleskopet, Keck-II-teleskopetNASAs Spitzer-teleskop, Jansky Very Large Array, CARMA, IRAMSDSS og WISE.

Mer informasjon

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) er et internasjonalt samarbeid mellom Europa, Nord-Amerika og Øst-Asia, i samarbeid med Chile. ALMA er i Europa finansiert av ESO, i Nord-Amerika av det amerikanske National Science Foundation (NSF) i samarbeid med National Research Council (NRC) i Canada og National Science Council (NSC) i Taiwan. I Øst-Asia er ALMA finansiert av National Institutes of Natural Sciences (NINS) i Japan i samarbeid med Academia Sinica (AS) i Taiwan. Byggingen og driften av ALMA ledes i Europa av ESO, i Nord-Amerika av National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som styres av Associated Universities Inc. (AUI), og i Øst-Asia av National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Joint ALMA Observatory (JAO) står for den overordnede ledelse og administrasjon av byggefasen, oppstart og drift av ALMA.

Denne studien presenteres i en forskningsartikkel i nettutgaven av journalen Astronomy & Astrophysics 26. august 2014: "Herschel-ATLAS and ALMA HATLAS J142935.3-002836, a lensed major merger at redshift 1.027" av Hugo Messias et al.

Forskerteamet består av Hugo Messias (Universidad de Concepción, Barrio Universitario, Chile; Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa, Portugal), Simon Dye (School of Physics and Astronomy, University of Nottingham, Storbritannia), Neil Nagar (Universidad de Concepción, Barrio Universitario, Chile), Gustavo Orellana (Universidad de Concepción, Barrio Universitario, Chile), R. Shane Bussmann (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, USA), Jae Calanog (Department of Physics & Astronomy, University of California, USA), Helmut Dannerbauer (Universität Wien, Institut für Astrophysik, Østerrike), Hai Fu (Astronomy Department, California Institute of Technology, USA), Edo Ibar (Pontificia Universidad Católica de Chile, Departamento de Astronomía y Astrofísica, Chile), Andrew Inohara (Department of Physics & Astronomy, University of California, USA), R. J. Ivison (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Storbritannia; ESO, Garching, Tyskland), Mattia Negrello (INAF, Osservatorio Astronomico di Padova, Italia), Dominik A. Riechers (Astronomy Department, California Institute of Technology, USA; Department of Astronomy, Cornell University, USA), Yun-Kyeong Sheen (Universidad de Concepción, Barrio Universitario, Chile), Simon Amber (The Open University, Milton Keynes, Storbritannia), Mark Birkinshaw (H. H. Wills Physics Laboratory, University of Bristol, Storbritannia; Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, USA), Nathan Bourne (School of Physics and Astronomy, University of Nottingham, Storbritannia), Dave L. Clements (Astrophysics Group, Imperial College London, Storbritannia), Asantha Cooray (Department of Physics & Astronomy, University of California, USA; Astronomy Department, California Institute of Technology, USA), Gianfranco De Zotti (INAF, Osservatorio Astronomico di Padova, Italia), Ricardo Demarco (Universidad de Concepción, Barrio Universitario, Chile), Loretta Dunne (Department of Physics and Astronomy, University of Canterbury, New Zealand; Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Storbritannia), Stephen Eales (School of Physics and Astronomy, Cardiff University, Storbritannia), Simone Fleuren (School of Mathematical Sciences, University of London, Storbritannia), Roxana E. Lupu (Department of Physics and Astronomy, University of Pennsylvania, USA), Steve J. Maddox (Department of Physics and Astronomy, University of Canterbury, New Zealand; Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Storbritannia), Michał J. Michałowski (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Storbritannia), Alain Omont (Institut d’Astrophysique de Paris, UPMC Univ. Paris, Frankrike), Kate Rowlands (School of Physics & Astronomy, University of St Andrews, Storbritannia), Dan Smith (Centre for Astrophysics Research, Science & Technology Research Institute, University of Hertfordshire, Storbritannia), Matt Smith (School of Physics and Astronomy, Cardiff University, Storbritannia) og Elisabetta Valiante (School of Physics and Astronomy, Cardiff University, Storbritannia).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 15 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal driver ESO Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskop. VISTA observerer i infrarødt og er verdens største kartleggingsteleskop, mens VLT Survey Telescope er det største teleskopet som er designet utelukkende for himmelkartlegginger i synlig lys. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på rundt 39 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Hugo Messias
Universidad de Concepción, Chile / Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa, Portugal
Tlf.: +351 21 361 67 47/30
E-post: hmessias@oal.ul.pt

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6655
Mob.: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1426 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1426no
Navn:H-ATLAS J142935.3-002836
Type:Early Universe : Galaxy : Type : Gravitationally Lensed
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, Atacama Pathfinder Experiment, CARMA, Gemini Observatory, Hubble Space Telescope, Spitzer Space Telescope, Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy
Science data:2014A&A...568A..92M

Bilder

Kolliderende galakser i det fjerne univers sett gjennom et gravitasjonelt  forstørrelsesglass
Kolliderende galakser i det fjerne univers sett gjennom et gravitasjonelt forstørrelsesglass
Hvordan gravitasjonslinsing fungerer som et forstørrelsesglass
Hvordan gravitasjonslinsing fungerer som et forstørrelsesglass
Vidvinkelbilde av himmelen rundt den gravitasjonslinsede galaksekollisjonen H-ATLAS J142935.3-002836
Vidvinkelbilde av himmelen rundt den gravitasjonslinsede galaksekollisjonen H-ATLAS J142935.3-002836
Kolliderende galakser i det fjerne univers sett gjennom et gravitasjonelt  forstørrelsesglass
Kolliderende galakser i det fjerne univers sett gjennom et gravitasjonelt forstørrelsesglass

Videoer

Zoom inn på en gravitasjonslinset galaksekollisjon i det fjerne univers
Zoom inn på en gravitasjonslinset galaksekollisjon i det fjerne univers
Kunstnerisk framstilling av en fjern, gravitasjonslinset galaksekollisjon
Kunstnerisk framstilling av en fjern, gravitasjonslinset galaksekollisjon

Se også