eso1727nb — Pressemelding

ALMA finner store, skjulte reservoarer av turbulent gass i fjerne galakser

Første påvisning av CH+-molekyler i fjerne starburstgalakser gir innsikt i universets stjernedannelseshistorie

30. august 2017

ALMA er blitt brukt til å oppdage turbulente reservoarer av kald gass rundt fjerne starburstgalakser. Ved å oppdage CH+ for første gang, åpner denne studien for ny utforskning av en kritisk epoke for stjernedannelse i universets historie. Påvisningen av dette molekylet kaster nytt lys over hvordan galakser klarer å forlenge sin periode med rask stjernedannelse. Resultatene presenteres i tidsskriftet Nature.

Et team ledet av Edith Falgarone (Ecole Normale Supérieure og Observatoire de Paris, Frankrike) har brukt Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) for å oppdage signaturer av karbonhydridmolekylet CH+ [1] i fjerne starburstgalakser [2]. Teamet identifiserte sterke signaler fra CH+ i fem av seks galakser som ble studert, inkludert galaksen kjent som «Den kosmisk øyevipp» (eso1012) [3]. Dette nye funnet gir ny informasjon som kan hjelpe oss med å forstå utviklingen av galakser og hvordan omgivelsene rundt en galakse bidrar til stjernedannelse i galaksen.

«CH+ er et spesielt molekyl. Det trenger mye energi for å dannes og er veldig reaktivt. Det betyr at levetiden til molekylet er veldig kort og det kan ikke transporteres langt. CH+ kan derfor fortelle oss hvordan energi strømmer i galakser og deres omgivelser», sier Martin Zwaan, en astronom ved ESO, som bidro til den vitenskapelige artikkelen.

Hvordan CH+ sporer energi kan betraktes en båt på et tropisk hav på en mørk, måneløs natt. Når forholdene er riktige, kan fluorescerende plankton lyse opp rundt båten der den seiler. Turbulensen forårsaket av båten som glir gjennom vannet stimulerer planktonet. Lyset fra planktonet avslører dermed eksistensen av det underliggende mørke vannet og sporer de turbulente områdene. Siden CH+ dannes utelukkende i små områder hvor turbulente gassbevegelser forsvinner, kan påvisningen av CH+ brukes til å spore energi på galaktisk skala.

De observerte CH+-molekylene avslører tette sjokkbølger som er drevet av varme, raske galaktiske vinder med opprinnelse i galaksenes stjernedannende regioner. Disse vindene flyter gjennom galaksen og skyver materiale ut av den. Men de turbulente bevegelsene virker på en måte som gjør at deler av materialet kan gjeninnfanges av gravitasjonskraften fra galaksen selv. Dette materialet samles som store turbulente reservoarer av kald gass med lav tetthet som strekker seg over mer enn 30 000 lysår fra galaksens stjernedannende region [4].

«Ved å se på CH+ lærer vi at energi lagres i vinder på størrelse med galakser og ender opp som turbulente bevegelser i tidligere uobserverte reservoarer av kald gass rundt galaksen», forteller Falgarone, som er hovedforfatter av den nye vitenskapelige artikkelen. «Våre resultater utfordrer teorien om galakseevolusjon. Ved å føre turbulens inn i gassreservoarene, utvider disse galaktiske vindene perioden med hyppig stjernendannelse i stedet for å slukke den.»

Teamet har fastslått at de galaktiske vindene alene ikke kan fylle de nyoppdagede gassreservoarene og foreslår at massen kommer fra galaktiske sammenslåinger eller akkresjon fra skjulte strømmer av gass, som forutsies av dagens teori.

«Denne oppdagelsen representerer et stort skritt fremover i vår forståelse av hvordan innstrømningen av materiale reguleres rundt de mest intense starburstgalaksene i det tidlige universet», sier ESOs forskningsdirektør, Rob Ivison, som er medforfatter av den vitenskapelige artikkelen. «Det viser hva som kan oppnås når forskere fra en rekke fagområder møtes for å utnytte evnen til et av verdens mest kraftfulle teleskoper.»

Fotnoter

[1] CH+ er et ion av CH-molekylet kjent som metylidyn blant kjemikere. Det er et av de tre første molekylene som er oppdaget i det interstellare mediet. Siden dens oppdagelse tidlig på 1940-tallet har forekomsten av CH+ i det interstellare rom vært et mysterium fordi det er ekstremt reaktivt og dermed forsvinner mye raskere enn andre molekyler.

[2] Disse galaksene er kjent for å ha en mye høyere frekvens av stjernedannelse i forhold til rolige Melkeveilignende galakser. Dette gjør disse strukturene ideelle for å forstå galakseutvikling og samspillet mellom gass, støv, stjerner og de sorte hullene i sentrum av galaksene.

[3] ALMA ble brukt til å skaffe spektra av hver galakse. Et spektrum er lyset fra et astronomisk objekt etter det er blitt delt inn i sine forskjellige farger (eller bølgelengder), på samme måte som regndråper sprer lys for å danne en regnbue. Ettersom hvert grunnstoff har et unikt «fingeravtrykk» i et lysspektrum, kan spektra brukes til å bestemme den kjemiske sammensetningen til observerte objekter.

[4] Disse turbulente reservoarene som består av diffus gass kan være av samme type som de gigantiske, glødende haloene observert rundt fjerne kvasarer.

Mer informasjon

Denne studien ble presentert i den vitenskapelige artikkelen med tittelen «“Large turbulent reservoirs of cold molecular gas around high redshift starburst galaxies”» av E. Falgarone et al., som ble presentert i tidsskriftet Nature 30. august 2017.

Teamet består av E. Falgarone (Ecole Normale Supérieure og Observatoire de Paris, Frankrike), MA Zwaan (ESO, Tyskland), B. Godard (Ecole Normale Supérieure og Observatoire de Paris, Frankrike), E. Bergin (University of Michigan , USA), RJ Ivison (ESO, Tyskland, Universitetet i Edinburgh, Storbritannia), PM Andreani (ESO, Tyskland), F. Bournaud (CEA/AIM, Frankrike), RS Bussmann (Cornell University, USA), D. Elbaz (CEA/AIM, Frankrike ), A. Omont (IAP, CNRS, Sorbonne Universités, Frankrike), I. Oteo (University of Edinburgh, Storbritannia, ESO, Tyskland) og F. Walter (Max-Planck-Institut für Astronomie, 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 Hammerstsrøm (oversetter)
Institutt for teoretisk astrofysikk, Universitetet i Oslo
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Edith Falgarone
Ecole Normale Supérieure — Observatoire de Paris
Paris, France
Tlf.: +33 01 4432 3347
E-post: edith.falgarone@ens.fr

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 eso1727 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.:eso1727nb
Navn:Cosmic Eyelash
Type:Local Universe : Galaxy : Activity : Starburst
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2017Natur.548..430F

Bilder

Kunstnerisk fremstilling av gass som mater fjerne starburstgalakser
Kunstnerisk fremstilling av gass som mater fjerne starburstgalakser
ALMA ser en kosmisk øyevipp
ALMA ser en kosmisk øyevipp

Videoer

Zoom inn på «Den kosmiske øyevipp»
Zoom inn på «Den kosmiske øyevipp»

Se også