eso2115nb — Pressemelding

Astronomer har observert fluor i fjern stjernedannende galakse

4. november 2021

En ny oppdagelse kaster lys over hvordan fluor – et grunnstoff som finnes i bein og tenner i form av fluorid – blir dannet i universet. Ved å bruke Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), hvor European Southern Observatory (ESO) er partner, har et team av astronomer oppdaget dette grunnstoffet i en galakse som er så langt unna at lyset har brukt over 12 milliarder år på å nå fram til oss. Dette er første gang fluor har blitt oppdaget i en så fjern stjernedannende galakse.

«Vi kjenner alle til fluor fordi tannkremen vi bruker hver dag inneholder det i form av fluorider», sier Maximilien Franco fra University of Hertfordshire i Storbritannia, som ledet den nye studien som ble publisert i Nature Astronomy i dag. Som de fleste grunnstoffer rundt oss, er fluor produsert i stjerner. Men fram til nå visste vi ikke nøyaktig hvordan dette grunnstoffet ble produsert. «Vi visste ikke engang hvilken type stjerner som produserte mesteparten av fluoret i universet!»

Franco og hans samarbeidspartnere oppdaget fluor (i form av hydrogenfluorid) i de store gasskyene i den fjerne galaksen NGP–190387. Denne galaksen ser vi slik den var da universet bare var 1,4 milliarder år gammelt, omtrent 10 % av dets nåværende alder. Siden stjerner kaster ut grunnstoffer de danner i kjernene sine når de når slutten av livet, innebærer denne observasjonen av fluor at stjernene som lagde fluor må ha levd og dødd raskt.

Teamet mener at Wolf-Rayet-stjerner er de mest sannsynlige produksjonsstedene for fluor. Dette er veldig massive stjerner som bare lever noen få millioner år, noe som er et kort øyeblikk i universets historie. Disse stjernene er nødvendige for å forklare mengdene hydrogenfluorid teamet oppdaget, sier de. Wolf-Rayet-stjerner har blitt foreslått som mulige kilder til kosmisk fluor før, men astronomer visste ikke hvor viktige de var for å produsere dette grunnstoffet i det tidlige universet før nå.

«Vi har vist at Wolf-Rayet-stjerner, som er blant de mest massive stjernene som er kjent og som kan eksplodere voldsomt når de når slutten av livet, på en måte hjelper oss med å opprettholde god tannhelse!» vitser Franco.

Andre scenarier er blitt fremsatt tidligere for hvordan fluor produseres og kastes ut i universet, i tillegg til disse stjernene. Et eksempel inkluderer pulseringer av gigantiske, utviklede stjerner med masser opp til noen ganger større enn Sola vår. Men teamet mener at disse scenariene, hvorav noen tar milliarder år, kanskje ikke fullt ut forklarer mengden fluor i NGP–190387.

«For denne galaksen tok det bare titalls eller hundrevis av millioner år å få fluornivåer som var sammenlignbare med de som finnes i stjerner i Melkeveien, som er 13,5 milliarder år gammel. Dette var et helt uventet resultat», sier Chiaki Kobayashi, professor ved University of Hertfordshire. «Målingen vår gir en helt ny begrensning på opprinnelsen til fluor, noe som allerede er blitt studert i to tiår.»

Oppdagelsen i NGP–190387 markerer en av de første påvisningene av fluor utenfor Melkeveien og dens nabogalakser. Astronomer har tidligere sett dette grunnstoffet i fjerne kvasarer, som er lyse objekter drevet av supermassive sorte hull i sentrum av noen galakser. Men aldri før hadde dette grunnstoffet blitt observert i en stjernedannende galakse så tidlig i universets historie.

Teamets påvisning av fluor var en tilfeldig oppdagelse gjort mulig takket være bruken av rom- og bakkebaserte observatorier. NGP–190387, opprinnelig oppdaget med European Space Agencys Herschel Space Observatory og senere observert med Chile-baserte ALMA, er ekstraordinært lys med tanke på dens store avstand. ALMA-dataene bekreftet at den eksepsjonelle lysstyrken til NGP–190387 delvis var forårsaket av en annen kjent massiv galakse, som ligger svært nær siktelinjen mellom NGP–190387 og Jorda. Denne massive galaksen forsterket lyset observert av Franco og hans samarbeidspartnere, og gjorde det mulig for dem å oppdage den svake strålingen som ble sendt ut for milliarder av år siden av fluoret i NGP–190387.

Fremtidige studier av NGP–190387 med Extremely Large Telescope (ELT) – ESOs nye flaggskipprosjekt som er under bygging i Chile og skal starte i drift senere dette tiåret – kan avsløre flere hemmeligheter om denne galaksen. «ALMA er følsom for stråling som sendes ut av kald interstellar gass og støv», sier Chentao Yang, en ESO-stipendiat i Chile. «Med ELT vil vi være i stand til å observere NGP–190387 gjennom direkte lys fra stjerner, og få viktig informasjon om stjerneinnholdet i denne galaksen.»

Mer informasjon

Denne studien ble presentert i den vitenskapelige artikkelen «The ramp-up of interstellar medium enrichment at z > 4» i tidsskriftet Nature Astronomy (https://doi.org/10.1038/s41550-021-01515-9).

Teamet består av M. Franco (Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire, Storbritannia [CAR]), K. E. K. Coppin (CAR), J. E. Geach (CAR), C. Kobayashi (CAR), S. C. Chapman (Department of Physics and Atmospheric Science, Dalhousie University, Canada og National Research Council, Herzberg Astronomy and Astrophysics, Canada), C. Yang (European Southern Observatory, Chile), E. González-Alfonso (Universidad de Alcalá, Departamento de Física y Matematicas, Spania), J. S. Spilker (Department of Astronomy, University of Texas at Austin, USA), A. Cooray (Department of Physics and Astronomy, University of California, Irvine, USA), M. J. Michałowski (Astronomical Observatory Institute, Faculty of Physics, Polen).

European Southern Observatory (ESO) gjør det mulig for forskere over hele verden å oppdage universets hemmeligheter – til fordel for alle. Vi designer, bygger og drifter bakkeobservatorier i verdensklasse. Disse bruker astronomer til å takle spennende vitenskapelige spørsmål og spre fascinasjonen for astronomi, og fremme internasjonalt samarbeid innen astronomi. ESO ble etablert som en mellomstatlig organisasjon i 1962, og støttes i dag av 16 medlemsland (Østerrike, Belgia, Tsjekkia, Danmark, Frankrike, Finland, Tyskland, Irland, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Sverige, Sveits og Storbritannia), sammen med vertsstaten Chile og med Australia som strategisk partner. ESOs hovedkvarter og dets besøkssenter og planetarium, ESO Supernova, ligger nær München i Tyskland, mens den chilenske Atacama-ørkenen, et fantastisk sted med unike forhold for å observere himmelen, er vert for teleskopene våre. ESO driver tre observasjonssteder: La Silla, Paranal og Chajnantor. Hos Paranal driver ESO Very Large Telescope og Very Large Telescope Interferometer, samt to kartleggingsteleskoper: VISTA som observerer i infrarødt lys og VLT Survey Telescope for synlig lys. På Paranal vil ESO også være vertskap for og drifte Cherenkov Telescope Array South, verdens største og mest følsomme gammastrålingsobservatorium. Sammen med internasjonale partnere driver ESO APEX og ALMA på Chajnantor, to anlegg som observerer himmelen i millimeter- og submillimeterområdet. På Cerro Armazones, nær Paranal, bygger vi «verdens største øye mot himmelen» – ESOs Extremely Large Telescope. Fra våre kontorer i Santiago i Chile støtter vi våre operasjoner i landet og samarbeider med chilenske partnere og det chilenske samfunnet.

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

University of Hertfordshire bringer transformasjonseffekten av høyere utdanning til alle. Studentene, ansatte og virksomheter når konsekvent sitt fulle potensial. Gjennom undervisning av høy kvalitet, 550 studieprogrammer, banebrytende forskningsprosjekter og kraftige forretningspartnerskap, tenker de større, skiller seg ut og påvirker lokale, nasjonale og internasjonale samfunn positivt.

Linker

Kontakter

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

Maximilien Franco
Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire
Hatfield, Hertfordshire, United Kingdom
Tlf.: +33-649956665
E-post: m.franco@herts.ac.uk

Chiaki Kobayashi
Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire
Hatfield, Hertfordshire, United Kingdom
Tlf.: +44-7757116615
E-post: c.kobayashi@herts.ac.uk

Chentao Yang
European Southern Observatory
Santiago, Chile
Tlf.: +56 2 2463 3053
E-post: cyang@eso.org

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6670
Mob.: +49 151 241 664 00
E-post: press@eso.org

Press Office
University of Hertfordshire
Hatfield, UK
Tlf.: +441707 285770
E-post: news@herts.ac.uk

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso2115 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.:eso2115nb
Navn:NGP–190387
Type:Early Universe : Galaxy
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array

Bilder

Illustrasjon av galaksen NGP–190387
Illustrasjon av galaksen NGP–190387
Illustrasjon av en Wolf-Rayet-stjerne
Illustrasjon av en Wolf-Rayet-stjerne
Himmelen rundt galaksen NGP–190387
Himmelen rundt galaksen NGP–190387

Videoer

ESOcast Light 244: Stjernene som hjelper tannhelsen vår
ESOcast Light 244: Stjernene som hjelper tannhelsen vår
Zoom inn på en Wolf–Rayet-stjerne i galaksen NGP–190387
Zoom inn på en Wolf–Rayet-stjerne i galaksen NGP–190387
Animasjon av galaksen NGP–190387
Animasjon av galaksen NGP–190387