eso1437sv — Pressmeddelande (forskning)

MUSE avslöjar sanningen bakom en galaxkrock

10 november 2014

Med det nya instrumentet MUSE på ESO:s Very Large Telescope har forskare fått en alldeles ny inblick i en spektakulär kosmisk kollision. De nya observationerna avslöjar för första gången rörelserna hos gas som rivs ut ur galaxen ESO 137-001 medan den i hög fart dyker in i en vidsträckt galaxhop. Forskningsresultaten är nyckeln till en lösning för ett seglivat mysterium – vad som får galaxer i galaxhopar att sluta bilda nya stjärnor.

Bland de första som fick använda ESO:s instrument MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) på VLT var ett forskarlag lett av Michele Fumagalli, medlem i Gruppen för extragalaktisk astronomi vid Durhamuniversitetet i Storbritannien  De observerade ESO 137-001, en spiralgalax 200 miljoner ljusår bort i stjärnbilden Södra triangeln, och fick den bästa inblicken hittills i exakt vad som försiggår i galaxen när den störtar in i Normahopen.

Tack vare MUSE får astronomer mer än bara en bild av galaxen. Det ger ett spektrum – ett band av olika färger – för varje pixel i teleskopets synfält. Forskarna samlar in omkring 90 000 spektra varje gång de avbildar ett objekt på himlen. I sin tur innebär det att de kan skapa en förbluffande detaljerad karta över både rörelser och andra egenskaper hos de observerade himlakropparna.
Galaxen ESO 137-001 håller på att bli berövad på dess råvaror på grund av så kallat totalt tryck. När ett föremål rör sig med hög fart genom en gas eller en vätska kan ytan slitas bort av trycket. Något liknande drabbar en hund som tittar ut från ett bilfönster. Gasen som slits bort i det aktuella fallet ingår i ett vidsträckt men mycket tunt moln av het gas som fyller upp galaxhopen som ESO 137-001 just nu faller in i med en hastighet på flera miljoner kilometer i timmen [2].

Den största delen av galaxens egna gasreserver håller nu på att slitas bort, och med det bränslet för kommande generationer av unga, blåa stjärnor. ESO 137-001 är mitt uppe i en galaktisk förvandling som kommer att göra om den helt: från en blå, gasrik galax till en gasfattig, röd galax. Men att kunna se på när detta händer kommer enligt forskare att ge en lösning till en långlivad vetenskaplig gåta.

– Ett av den moderna astronomins viktigaste uppdrag är att ta reda på hur och varför galaxer i galaxhopar på mycket kort tid utvecklas från blåa till röda. När vi fångar en galax mitt i bytet från den ena typen till den andra kan vi undersöka hur det går till , säger Fumagali.

Detta kosmiska spektakel är dock inte helt lätt att få syn på. På himlen ligger Normahopen nära mitten av Vintergatsbandet, vilket gör att den ligger skymd bakom rikliga mängder av stoft, damm och gas som ligger i vår egen galax.

Med hjälp av MUSE, som finns på ett av 8-meters enhetsteleskopen som ingår i VLT vid Paranalobservatoriet i Chile, gick det dock för sig. Forskarna kunde inte bara upptäcka gasen i och runt omkring galaxen, utan även se hur den rör sig. Det nya instrumentet arbetar så pass effektivt att bara en timmes observationstid räckte för att få både en högupplöst bild av galaxen och dessutom mäta både gasens rörelser och dess fördelning i galaxen.

Observationerna visar att utkanterna av ESO 137-001 är redan helt tömda på gas. Detta på grund av att gasen i galaxhopen – upphettad som den är till miljontals grader – trycker svalare gas ut ur ESO 137-001 allt medan galaxen åker in mot galaxhopens mitt. Detta märks först i spiralarmarna, där både stjärnor och materia är glesare än i galaxens mitt, och där gravitationskraften håller gasen i ett relativt svagt grepp. I galaxens mitt, där tyngdkraften ännu vinner den kosmiska dragkampen, finns tecken på att gasen ännu finns kvar.

Så småningom kommer galaxens hela gasreserv att sopas bort. Efteråt kommer endast ljusa stråk av gas bakom ESO 137-001 vara kvar som enda kvarvarande spår av detta dramatiska rån. Gasen som rivits bort från galaxen blandas nämligen med galaxhopens heta gas och bildar magnifika svansar som sträcker sig över ett avstånd på mer än 200 000 ljusår. Forskarna har också tittat närmare på dessa gasströmmar för att få bättre förståelse för turbulensen som orsakas av denna växelverkan.

Överraskande nog visar MUSE:s mätningar av denna plym av gas att den fortsätter att rotera på samma sätt som galaxen, trots att den slängts ut i rymden. Vidare kunde forskare fastställa att stjärnorna i ESO 137-001 fortsätter att rotera på samma sätt som förut. Det ger ytterligare bevis för att det är hopens gas, och inte tyngdkraften, som river materia ur galaxen [3].

Matteo Fossati, astronom vid Universitetsobservatoriet i München och Max Planck-institutet för utomjordisk fysik, Garching, Tyskland, är medförfattare på artikeln om forskningsresultaten.

– Med detaljerna som MUSE nu avslöjat närmar vi oss en full förståelse för processerna i sådana kollisioner. Vi ser galaxens och gasens rörelser i detalj – utan det nya och unika instrumentet MUSE skulle inte det vara möjligt. Med hjälp av dessa och framtida observationer kan vi få fram en bättre bild av vad som driver fram galaxers utveckling, avslutar han.

 

 


Noter

[1] MUSE är den första stora tredimensionella spektrografen som hittills installerats på ett 8-metersteleskop. Som jämförelse har tidigare studier av ESO 137-001 inte kunnat samla in fler än 50 spektra åt gången.

 

[2] NASA/ESA:s Hubbleteleskop har tagit en spektakulär bild av galaxen, men till skillnad från MUSE kan den inte avslöja hur gasen i galaxen rör sig.

 

[3] Om tyngdkraften hade haft en roll i att slita bort galaxens gas skulle forskarna ha väntat sig att se störningar inuti galaxen.

 

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i en artikel med titeln “MUSE sneaks a peek at extreme ram-pressure stripping events. I. A kinematic study of the archetypal galaxy ESO137-001” som publiceras i tidskriften Monthly Notices of the Royal Astronomical Society den 10 november 2014.

Forskarlaget består av Michele Fumagalli (Extragalactic Astronomy Group och Institute for Computational Cosmology, Durham University, Storbritannien), Matteo Fossati (Universitäts-Sternwarte München och Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Tyskland), George K. T. Hau (ESO, Santiago, Chile), Giuseppe Gavazzi (Università di Milano-Bicocca, Italien), Richard Bower (Extragalactic Astronomy Group och Institute for Computational Cosmology, Durham University, Storbritannien), Alessandro Boselli (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Frankrike) samt Ming Sun (Department of Physics, University of Alabama, USA).

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 15 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop: VISTA, som observerar infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop, samt VST, det största teleskopet som konstruerats för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO bidrar dessutom till ALMA, ett revolutionerande astronomiskt teleskop och världens hittills största astronomiska projekt. ESO planerar för närvarande bygget av det europeiska extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

 

Länkar

 

Kontakter

Robert Cumming, kontaktperson för ESO:s utåtriktade verksamhet i Sverige
Onsala rymdobservatorium
Sverige
Tel: 031 772 5500
Mobil: 070 493 3114
E-post: robert.cumming@chalmers.se

Michele Fumagalli
Institute for Computational Cosmology, Durham University
Durham, United Kingdom
Tel: +44 191 334 3789
E-post: michele.fumagalli@durham.ac.uk

Matteo Fossati
Universitäts-Sternwarte München and Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Munich, Germany
Tel: +49 89 30000 3890
E-post: mfossati@mpe.mpg.de

Richard Hook
ESO education and Public Outreach Department
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1437, som tagits fram inom ramarna för ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer som fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Robert Cumming.

Om pressmeddelandet

Pressmeddelande nr:eso1437sv
Namn:ESO 137-001
Typ:Local Universe : Galaxy : Type : Interacting
Facility:Very Large Telescope
Instruments:MUSE
Science data:2014MNRAS.445.4335F

Bilder

Den sönderrivna galaxen ESO 137-001 enligt MUSE
Den sönderrivna galaxen ESO 137-001 enligt MUSE
Den sönderrivna galaxen ESO 137-001 enligt MUSE
Den sönderrivna galaxen ESO 137-001 enligt MUSE
Galaxen ESO 137-001 i stjärnbilden Södra triangeln
Galaxen ESO 137-001 i stjärnbilden Södra triangeln
Vidvinkelbild på himlen runt galaxen ESO 137-001
Vidvinkelbild på himlen runt galaxen ESO 137-001
ESO 137-001 enligt Hubble och Chandra
ESO 137-001 enligt Hubble och Chandra

Videor

Zooma in mot ESO 137-001
Zooma in mot ESO 137-001
MUSE shows ESO 137-001 in three dimensions
MUSE shows ESO 137-001 in three dimensions
text på engelska

Se även