eso1915nb — Pressemelding

Gåtefullt radioglimt lyser opp haloen til en galakse

26. september 2019, Oslo

Astronomer som bruker ESOs Very Large Telescope, har for første gang observert at et raskt radioglimt passerte gjennom haloen til en galakse. Denne gåtefulle eksplosjonen av kosmiske radiobølger varte under et millisekund og reiste gjennom haloen nesten uforstyrret. Det tyder på at haloen har overraskende lav tetthet og svakt magnetfelt. Denne nye teknikken kan brukes til å utforske de flyktige haloene rundt andre galakser.

Ved å bruke ett kosmisk mysterium for å undersøke et annet, analyserte astronomer signalet fra et raskt radioglimt for å lære mer om den diffuse gassen i haloen til en massiv galakse [1]. I november 2018 fant radioteleskopet Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) et raskt radioglimt, kalt FRB 181112. Oppfølgingsobservasjoner med ESOs Very Large Telescope (VLT) og andre teleskoper avslørte at radiopulsene har reist gjennom haloen til en massiv galakse på vei mot jorda. Dette funnet ga astronomer mulighet til å analysere radiosignalet for ledetråder om halogassens natur.

«Signalet fra det raske radioglimtet avdekket informasjon om magnetfeltet rundt galaksen og strukturen til halogassen. Studien bruker en ny og transformativ teknikk for å utforske galaksehaloer», sa J. Xavier Prochaska, professor i astronomi og astrofysikk ved University of California Santa Cruz og hovedforfatter av en forskningsartkkel som presenterer de nye funnene som ble publisert i dag i tidsskriftet Science.

Astronomer vet fortsatt ikke hva som forårsaker raske radioglimt, og har bare nylig kunnet spore noen av disse veldig korte, veldig lyse radiosignalene tilbake til galaksene hvor de har sin opprinnelse. «Da vi sammenlignet radiobildene og de optiske bildene, kunne vi med en gang se at det raske radioglimtet lyste gjennom haloen i denne galaksen som tilfeldigvis ligger i forgrunnen, og for første gang hadde vi en direkte måte å undersøke den ellers usynlige materien rundt denne galaksen», sa medforfatter Cherie Day, en doktorgradsstudent ved Swinburne University of Technology i Australia.

En galaktisk halo inneholder både mørk og vanlig materie som først og fremst er i form av en varm ionisert gass. Mens den lysende delen av en massiv galakse kan være rundt 30 000 lysår på tvers, er dens omtrent sfæriske haloen ti ganger større i diameter. Halogassen gir bidrag til dannelsen av stjerner når gassen faller inn mot sentrum av galaksen, mens andre prosesser, for eksempel supernovaeksplosjoner, kan føre materiale ut fra de stjernedannende områdene og inn i den galaktiske haloen. En grunn til at astronomer ønsker å studere halogassen er for bedre å forstå disse utstøtningsprosessene som kan gjøre at stjernedannelsen stopper opp.

«Denne galaksens halo er overraskende rolig», sa Prochaska. «Radiosignalet ble stort sett ikke forstyrret av galaksen, noe som står i sterk kontrast til hva tidligere modeller forutså ville ha skjedd med radioglimtet.»

Signalet til FRB 181112 besto av noen få pulser, som varte mindre enn 40 mikrosekunder (10 000 ganger kortere enn et blunk med øynene). Den korte varigheten av pulsen setter en øvre grense for tettheten av halogassen fordi passering gjennom et tettere medium vil utvide varigheten av radiosignalet. Forskerne beregnet at tettheten av halogassen må være mindre enn 0,1 atomer per kubikkcentimeter (tilsvarer flere hundre atomer i et volum på størrelse med en ballong) [2]

«I likhet med luften på en varm sommerdag, skulle den tynne atmosfæren i denne massive galaksen ha forvrengt signalet fra det raske radioglimtet. I stedet fikk vi en puls så perfekt og skarp at det ikke er noen signatur på denne gassen i det hele tatt», sa medforfatter Jean-Pierre Macquart, en astronom ved International Centre for Radio Astronomy Research ved Curtin University i Australia.

Studien fant ingen bevis for kalde turbulente skyer eller små tette klumper av kjølig halogass. Signalet fra det raske radioglimtet ga også informasjon om magnetfeltet i haloen, som er veldig svakt – en milliard ganger svakere enn for en kjøleskapsmagnet.

På dette tidspunktet, med resultater fra bare én galaktisk halo, kan ikke forskerne si om den lave tettheten og lave magnetiske feltstyrken som de målte er uvanlig, eller om tidligere studier av galaktiske haloer har overvurdert disse egenskapene. Prochaska sa at han forventer at ASKAP og andre radioteleskoper vil bruke raske radioglimt for å studere mange flere galaktiske haloer og deres egenskaper.

«Denne galaksen kan være spesiell», sa han. «Vi må bruke raske radioglimt for å studere titalls eller hundrevis av galakser med en rekke masser og aldre for å lære om galakser generelt.» Optiske teleskoper som ESOs VLT spiller en viktig rolle ved å avsløre hvor langt unna galaksene som de raske radioglimtene kommer fra befinner seg, og om glimtene kan ha passert gjennom haloen av en galakse i forgrunnen.

Fotnoter

[1] En enorm halo bestående av gass med lav tetthet strekker seg langt utover den lysende delen av en galakse der stjernene er konsentrert. Selv om denne varme, diffuse gassen utgjør mer av en galakses masse enn stjerner gjør, er den veldig vanskelig å studere.

[2] Tetthetsbegrensningene begrenser også muligheten for turbulens eller skyer av kjølig gass i haloen. Her er «kald» et relativt begrep, og refererer til temperaturer rundt 10 000 °C, kontra den varme halogassen på rundt 1 million grader.

Mer informasjon

Denne studien ble presentert en artikkel publisert 26. september 2019 i tidsskriftet Science.

Teamet bestod av J. Xavier Prochaska (University of California Observatories-Lick Observatory, University of California, USA og Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, Japan), Jean-Pierre Macquart (International Centre for Radio Astronomy Research, Curtin University, Australia), Matthew McQuinn (Astronomy Department, University of Washington, USA), Sunil Simha (University of California Observatories-Lick Observatory, University of California, USA), Ryan M. Shannon (Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology, Australia), Cherie K. Day (Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology, Australia og Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Australia Telescope National Facility, Australia), Lachlan Marnoch (Industrial Research Organisation, Australia Telescope National Facility, Australia and Department of Physics and Astronomy, Macquarie University, Australia), Stuart Ryder (Department of Physics and Astronomy, Macquarie University, Australia), Adam Deller (Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology, Australia), Keith W. Bannister (Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Australia Telescope National Facility, Australia), Shivani Bhandari (Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Australia Telescope National Facility, Australia), Rongmon Bordoloi (North Carolina State University, Department of Physics, USA),  John Bunton (Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Australia Telescope National Facility, Australia), Hyerin Cho (School of Physics and Chemistry, Gwangju Institute of Science and Technology, Korea), Chris Flynn (Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology, Australia), Elizabeth Mahony (Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Australia Telescope National Facility, Australia), Chris Phillips (Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Australia Telescope National Facility, Australia), Hao Qiu (Sydney Institute for Astronomy, School of Physics, University of Sydney, Australia), Nicolas Tejos (Instituto de Fisica, Pontificia Universidad Catolica de Valparaiso, Chile).

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, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike, samt vertsnasjonen Chile og med Australia som en strategisk partner. 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 og det verdensledende Very Large Telescope Interferometer, samt de to kartleggingsteleskopene VISTA som observerer i infrarødt og VLT Survey Telescope som observerer i synlig lys. ESO er også en viktig partner i to fasiliteter ved Chajnantor, APEX og ALMA, som er nåtidens største astronomiprosjekt. På Cerro Armazones, ikke langt fra Paranal, er ESO i ferd med å bygge Extremely Large Telescope (ELT). Med en speildiameter på 39 meter vil dette bli det største «øye» i verden som ser opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Maria Hammerstrøm (oversetter og norsk pressekontakt)
Universitetet i Oslo
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

J. Xavier Prochaska
UCO/Lick Observatory — UC Santa Cruz
USA
Tlf.: +1 (831) 295-0111
E-post: xavier@ucolick.org

Cherie Day
Centre for Astrophysics and Supercomputing — Swinburne University of Technology
Australia
Tlf.: +61 4 5946 3110
E-post: cday@swin.edu.au

Mariya Lyubenova
ESO Head of Media Relations
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6188
E-post: pio@eso.org

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1915 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.:eso1915nb
Navn:FRB 181112
Type:Early Universe : Galaxy : Activity : AGN
Facility:Very Large Telescope
Instruments:FORS2
Science data:2019Sci...366..231P

Bilder

Kunstnerisk fremstilling av et raskt radioglimt som reiser gjennom rommet og når fram til jorda
Kunstnerisk fremstilling av et raskt radioglimt som reiser gjennom rommet og når fram til jorda
Infografikk som viser banen til FRB 181112 som passerer gjennom haloen til en galakse
Infografikk som viser banen til FRB 181112 som passerer gjennom haloen til en galakse
VLT-bilde av plasseringen av FRB 181112
VLT-bilde av plasseringen av FRB 181112

Videoer

ESOcast 207 Light: Gåtefullt radioglimt lyser opp haloen til en galakse (4K UHD)
ESOcast 207 Light: Gåtefullt radioglimt lyser opp haloen til en galakse (4K UHD)
Animasjon av FRB 181112 som reiser gjennom rommet
Animasjon av FRB 181112 som reiser gjennom rommet

Se også