eso1548sv — Pressmeddelande (forskning)

XXL: storskalig jakt efter galaxhopar

ESO-teleskopen bidrar med avgörande tredje dimension när universums mörka sida undersöks

15 december 2015

ESO:s teleskop har gett ett internationellt team av astronomer gåvan av en tredje dimension i en stor jakt efter galaxhopar – de största strukturerna i universum som hålls samman av tyngdkraften. Projektet XXL är ett av de största hittills med syfte att kartlägga galaxhopar. Mätningar från teleskopen VLT och NTT kompletterar observationer från teleskop i hela världen och i rymden.

Galaxhopar är gigantiska ansamlingar av galaxer som innehåller enorma mängder av het gas med temperaturer som är så höga att de alstrar röntgenstrålning. Dessa strukturer är intressanta för astronomer eftersom man tror att deras uppbyggnad påverkas av universums ökänt märkliga beståndsdelar mörk materia och mörk energi.

Forskarlaget, som består av mer än 100 astronomer från hela världen, började redan 2011 med att jaga dessa kosmiska monster. Fastän den högenergiska röntgenstrålning som man kan bestämma deras position från absorberas av jordens atmosfär så kan strålningen observeras från rymden. Teamet kombinerade en kartläggning gjord med ESA:s XMM-Newton – den längsta tiden som hittills beviljats för detta rymdteleskop – med observationer från ESO och andra observatorier. Resultatet, som tillsammans kallas för XXL-kartläggningen, är en enorm och växande samling av data från hela det elektromagnetiska spektrumet [1].

Marguerite Pierre, astronom vid CEA i Saclay, Frankrike, är projektledare för XXL.

– Huvudsyftet med XXL-kartläggningen är att tillhandahålla ett väldefinierat urval av cirka 500 galaxhopar ut till ett avstånd då universum var hälften så gammal som det är nu, förklarar hon.

Teleskopet XMM-Newton observerade två områden på himlen – vart och ett hundra gånger större än fullmånen – i ett försök att upptäcka en stor mängd tidigare okända galaxhopar. Teamet bakom projekt XXL har nu publicerat sina resultat i en serie forskningsartiklar som behandlar de 100 ljusaste av hoparna som de upptäckt [2].

Observationer med instrumentet EFOSC2, som är installerat vid New Technology Telescope (NTT), samt instrumentet FORS vid ESO:s Very Large Telescope (VLT), användes också för att noggrant analysera ljuset från galaxerna inuti galaxhoparna. Tack vare detta kunde teamet noggrant mäta upp avstånden till galaxhoparna, och därför få tillgång till den tredimensionella bilden av kosmos som behövs för att kunna få fram högprecisionsmätningar av den mörka materian och den mörka energin [3].

XXL-kartläggningen väntas ge många spännande och oväntade resultat. Trots att bara en femtedel av projektets slutgiltiga datamängd är klar har ett antal överraskande och viktiga resultat uppdagats.

I en av projektets forskningsartiklar annonseras upptäckten av fem nya superhopar – hopar av galaxhopar – utöver de som redan är kända, som till exempel vår egna superhop, Laniakeasuperhopen.

En annan artikel rapporterar om uppföljande observationer av en specifik galaxhop (med den informella beteckningen XLSSC-116), som befinner sig mer än sex miljarder ljusår bort [4]. I denna hop har man observerat en ovanligt ljusstark diffus ljusskälla med hjälp av instrumentet MUSE på VLT.

Medförfattaren Cristoph Adami är astronom vid Laboratoire d’Astrophysique i Marseille, Frankrike.

– Detta är första gången som vi i detalj kan studera det diffusa ljuset från en avlägsen galaxhop, vilket påvisar kraften hos MUSE för sådana värdefulla studier, säger han.

Teamet har också med hjälp av dessa mätningar kunnat bekräfta idén att galaxhopar förr i tiden var mindre versioner av de som vi ser idag. Det är ett viktigt fynd för den teoretiska förståelsen av hur hoparna utvecklats under universums livstid.

Den enkla uppgiften att räkna antalet galaxhopar i XXL:s mätningar har också bekräftat ett tidigare känt men underligt resultat. Det finns färre avlägsna hopar än forskarna väntat sig enligt beräkningar som gjorts utifrån de kosmologiska parametrar som mätts upp av ESA:s Planckteleskop. Vad som ligger bakom avvikelsen är ännu inte känt, men forskarna hoppas gå till botten med denna kosmologiska egendomlighet när man under 2017 samlat in det fullständiga urvalet av galaxhopar.

Dessa fyra viktiga resultat är bara en försmak av vad som komma skall från denna massiva kartläggning av några av universums mest massiva objekt.

Noter

[1] XXL-kartläggningen har kombinerat arkivdata samt nya observationer av galaxhopar som täcker våglängder mellan 0,0001 mikrometer (röntgenstrålning, som observerats av XMM) upp till mer än en meter (som observerats av Giant Metrewave Radio Telescope [GMRT]).

[2] Galaxhoparna, som presenteras i tretton forskningsartiklar, har observerats med rödförskjutningar mellan z = 0,05 och z = 1,05, vilket motsvarar när universum var respektive cirka 13 och 5,7 miljarder år gammalt.

[3] Att undersöka galaxhoparna krävde exakta mätningar av deras avstånd. Fastän man kan få ungefärliga avstånd genom att analysera galaxers ljus vid olika våglängder (så kallade fotometriska rödförskjutningar), så behöver man mer noggranna spektroskopiska rödförskjutningar. Spektroskopiska rödförskjutningar hämtades också från arkivdata ur kartläggningarna VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey (VIPERS), VIMOS-VLT Deep Survey (VVDS) och GAMA.

[4] Galaxhopen upptäcktes med en rödförskjutning på z = 0,543.

Mer information

En beskrivning av kartläggningen, och några av de tidigare vetenskapliga resultaten, presenteras i en serie av forskningsartiklar som publiceras i tidsskriften Astronomy & Astrophysics den 15 december 2015.

En komplett lista av XXL-teamet kan du hitta här. Cathy Horellou (Chalmers tekniska högskola, Sverige) är medlem i projektets vetenskaplig styrelse, och bland medlemmarna finns Emily Freeland (Stockholms universitet, Sverige) och Edvard Mörtsell (Stockholms universitet, Sverige).

XXL är ett internationellt projekt som baseras på ett XMM Very Large Programme som kartlägger två extragalaktiska fält på 25 kvadratgrader och med ett djup på cirka 5 × 10-15 erg cm-2 s-1 för punktkällor i bandet [0.5-2] keV. XXL:s hemsida finns här. Flerbandsinformation och spektroskopiska uppföljningar av röntgenkällorna samlades in genom flera olika kartläggningsprogram och sammanfattas på http://xxlmultiwave.pbworks.com/.

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 16 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Polen, 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 arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO 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: 0317725500
Mobil: 070 493 3114
E-post: robert.cumming@chalmers.se

Cathy Horellou
Chalmers tekniska högskola
Sverige
Tel: 031 772 5500
E-post: cathy.horellou@chalmers.se

Marguerite Pierre
CEA
Saclay, France
E-post: marguerite.pierre@cea.fr

Richard Hook
ESO Public Information Officer
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 eso1548, 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:eso1548sv
Namn:XXL-South Field
Typ:Early Universe : Galaxy : Grouping : Cluster
Early Universe : Cosmology
Facility:ESA XMM-Newton, New Technology Telescope, Very Large Telescope
Instruments:EFOSC2, FORS2
Science data:2016A&A...592A...7A
2016A&A...592A...6P
2016A&A...592A...4L
2016A&A...592A...2P
2016A&A...592A...1P

Bilder

Bild av XXL:s sydliga fält i röntgenstrålning
Bild av XXL:s sydliga fält i röntgenstrålning
En avlägsen galaxhop (sammansatt bild i röntgenstrålning och synligt ljus)
En avlägsen galaxhop (sammansatt bild i röntgenstrålning och synligt ljus)
En avlägsen galaxhop upptäckt med projektet XXL i synligt ljus
En avlägsen galaxhop upptäckt med projektet XXL i synligt ljus
Composite of x-ray and visible light views of a distant cluster of galaxies
Composite of x-ray and visible light views of a distant cluster of galaxies
text på engelska

Bildjämförelser

Jämförelse av en avlägsen galaxhop i röntgenstrålning och synligt ljus
Jämförelse av en avlägsen galaxhop i röntgenstrålning och synligt ljus

Se även