eso1710nb — Pressemelding

Stjerner født i vinder fra supermassive sorte hull

ESOs VLT ser ny type stjernedannelse

27. mars 2017

Observasjoner gjort med ESOs Very Large Telescope har funnet stjerner som dannes i kraftige vinder av materie som sendes ut fra supermassive sorte hull i sentrum av galakser. Dette er de første bekreftede observasjonene av stjerner som dannes i denne typen ekstremt miljø. Oppdagelsen har mange konsekvenser for forståelsen av galaksers egenskaper og utvikling. Resultatet er publisert i tidsskriftet Nature.

En britisk-ledet gruppe av europeiske astronomer har brukt instrumentene MUSE og X-shooterVery Large Telescope (VLT) ved ESOs Paranal Observatory i Chile for å studere en pågående kollisjon mellom to galakser, sammen kjent som IRAS F23128-5919. Galaksene ligger 600 millioner lysår unna Jorden. Gruppen har observert kolossale vinder som blåser materie utover fra den sørligste av de to galaksene. Vindene stammer fra området nær det supermassive sorte hullet i sentrum av galaksen. Her har de funnet det første klare beviset på at stjerner kan fødes inni slike vinder [1].

Slike galaktiske vindutbrudd blir drevet av den enorme energiproduksjonen fra den aktive og turbulente kjernen til galaksene. Supermassive sorte hull gjemmer seg i sentrum av de fleste galakser, og når de sluker opp nærliggende materie, varmer de også opp den omkringliggende gassen og driver den ut fra vertsgalaksen i kraftige, tette vinder [2].

«Astronomer har lenge tenkt at forholdene inni disse vindutbruddene kan være riktige for stjernedannelse, men ingen har tidligere sett at det faktisk har skjedd, ettersom det er svært vanskelig å observere», kommenterer gruppeleder Roberto Maiolino fra Universitetet i Cambridge. «Resultatene våre er spennende fordi de tydelig viser at stjerner dannes inni disse vindene.»

Gruppen hadde som mål å studere stjernene i vindstrømmene direkte, i tillegg til gassen som befinner seg rundt dem. Ved å bruke to verdensledende spektroskopiske VLT-instrumenter, MUSE og X-shooter, har de kunnet gjennomføre en svært detaljert studie av egenskapene til det utsendte lyset for å forstå bakgrunnen for det.

Stråling fra unge stjerner er kjent for å få nærliggende gasskyer til å gløde på en bestemt måte. Den ekstreme følsomheten til X-shooter gjorde at forskningsgruppen kunne utelukke andre mulige årsaker til denne glødingen, inkludert gassjokk og den aktive kjernen til galaksen.

Gruppen gjorde deretter en direkte observasjon av en ung stjernepopulasjon i vindstrømmene [3]. Disse stjernene er tenkt å være yngre enn et par titalls millioner år, og foreløpige analyser tyder på at disse stjernene er varmere og lysere enn stjerner som dannes i mindre ekstreme miljøer, slik som i galakseskiven.

Astronomene har i tillegg målt bevegelsen og hastigheten til disse stjernene. Lyset fra de fleste stjernene i regionen tyder på at stjernene reiser i svært høye hastigheter vekk fra galaksens sentrum – som gir mening for objekter som er fanget i en strøm av raskbevegende materie.

Medforfatter Helen Russell (Institute of Astronomy, Cambridge, Storbritannia) utdyper: «Stjernene som dannes i vinden nær galaksens sentrum kan bremses ned og bevege seg på vei innover igjen, mens stjerner som dannes lenger ut i strømmen opplever mindre deselerasjon, og kan til og med fly helt ut av galaksen.»

Oppdagelsen gir ny og spennende informasjon som kan bedre vår forståelse av blant annet hvordan bestemte galakser får formen sin [4], hvordan det intergalaktiske mediet blir beriket med tunge grunnstoffer [5], og til og med hvor den uforklarte kosmiske infrarøde bakgrunnsstrålingen kan komme fra [6].

Maiolino er spent på fremtiden: «Dersom stjernedannelse virkelig finner sted i mange galaktiske vinder, slik som noen teorier forutsier, vil dette gi oss et helt nytt scenario for hvordan galakser utvikler seg.»

Fotnoter

[1] Stjerner dannes i svært hurtig tempo i de galaktiske vindene: astronomer sier at stjerner på til sammen 30 ganger solens masse dannes hvert år. Dette utgjør over en fjerdedel av den totale stjernedannelsen i det kolliderende galaksesystemet.

[2] Utsendelsen av gass via galaktiske vindstrømmer fører til et gassfattig miljø i galaksen, som kan være grunnen til at noen galakser slutter å danne stjerner etter hvert som de blir eldre. Selv om disse vindstrømmene sannsynligvis er drevet av et supermassivt sort hull i sentrum av galaksen, er det også mulig at vindene kan være drevet av supernovaer i en galakse som gjennomgår perioder med kraftig stjernedannelse.

[3] Dette ble oppnådd ved å observere signaturene som er karakteristiske for unge stjernepopulasjoner som har et hastighetsmønster som forventet av stjerner som dannes i vinder med høy hastighet.

[4] Spiralgalakser har en tydelig skiveform med en oppblåst bul av stjerner i sentrum, og er omgitt av en diffus sky av stjerner. Elliptiske galakser mangler skiveformen og har i stedet en sfærisk form. Stjerner som strømmer ut av galakseskiven kan være opphavet til dette.

[5] Hvordan tomrommet mellom galakser – det intergalaktiske mediet – blir beriket med tunge grunnstoffer, er fortsatt et åpent spørsmål. Men utstrømningen av stjerner kan gi svar. Dersom de blir dumpet ut av galaksen og deretter eksploderer som supernovaer, vil de tunge grunnstoffene som stjernene består av bli spredt utover i det intergalaktiske mediet.

[6] Kosmisk infrarød bakgrunnsstråling, i likhet med den mer kjente kosmiske mikrobølgede bakgrunnsstrålingen, er en svak glød i den infrarøde delen av det elektromagnetiske spekteret som ser ut til å komme fra alle retninger i verdensrommet. Dens opprinnelse har så langt ikke blitt godt nok konstatert. En populasjon av utstrømmende stjerner på vei ut i det galaktiske mediet kan bidra til dette lyset.

Mer informasjon

Denne studien ble presentert i artikkelen «Star formation in a galactic outflow» av Maiolino et al., publisert i Nature den 27. mars 2017.

Forskningsgruppen bestod av R. Maiolino (Cavendish Laboratory; Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge, Storbritannia), H.R. Russell (Institute of Astronomy, Cambridge, Storbritannia), A.C. Fabian (Institute of Astronomy, Cambridge, UK), S. Carniani (Cavendish Laboratory; Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge, Storbritannia), R. Gallagher (Cavendish Laboratory; Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge, Storbritannia), S. Cazzoli (Departamento de Astrofisica-Centro de Astrobiología, Madrid, Spania), S. Arribas (Departamento de Astrofisica-Centro de Astrobiología, Madrid, Spania), F. Belfiore ((Cavendish Laboratory; Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge, Storbritannia), E. Bellocchi (Departamento de Astrofisica-Centro de Astrobiología, Madrid, Spania), L. Colina  (Departamento de Astrofisica-Centro de Astrobiología, Madrid, Spania), G. Cresci (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italia), W. Ishibashi (Universität Zürich, Zürich, Switzerland), A. Marconi (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italia), F. Mannucci (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italia), E. Oliva (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italia), og E. Sturm (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, Tyskland).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 16 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike, samt vertsnasjonen Chile. 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 har ESO oppført Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskoper. 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 en viktig partner i ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. På Cerro Armazones, ikke langt fra Paranal, er ESO i ferd med å bygge European Extremely Large Telescope (E-ELT). Med en speildiameter på 39 meter vil dette bli det største «øye» i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Maria Hammerstrøm
Institutt for teoretisk astrofysikk, Universitetet i Oslo
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Roberto Maiolino
Cavendish Laboratory, Kavli Institute for Cosmology
University of Cambridge, UK
E-post: r.maiolino@mrao.cam.ac.uk

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 eso1710 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.:eso1710nb
Navn:IRAS F23128-5919
Type:Early Universe : Galaxy : Activity : AGN
Early Universe : Galaxy : Component : Central Black Hole
Facility:Very Large Telescope
Instruments:MUSE, X-shooter
Science data:2017Natur.544..202M

Bilder

Kunstnerisk fremstilling av stjerner som dannes i vindene fra supermassive sorte hull
Kunstnerisk fremstilling av stjerner som dannes i vindene fra supermassive sorte hull

Videoer

ESOcast 101 Lys: Stjerner funnet i vinder fra sorte hull
ESOcast 101 Lys: Stjerner funnet i vinder fra sorte hull
Kunstnerisk fremstilling av stjerner som dannes i vindene fra supermassive sorte hull
Kunstnerisk fremstilling av stjerner som dannes i vindene fra supermassive sorte hull

Se også