Pressemeddelelse

Uden skjulested: Manglende primitive stjerner uden for Mælkevejen afsløret

17. februar 2010

Efter i årevis succesfuldt at have skjult sig, er de mest primitive stjerner uden for vores galakse, Mælkevejen, endelig blevet fundet. Nye observationer lavet med ESO’s Very Large Telescope er blevet brugt til at løse en vigtig astrofysik gåde om de ældste stjerner i vores galaktiske nabolag – der er afgørende for vores forståelse af de tidligste stjerner i Universet.

”Vi har i praksis fundet en fejl i de undersøgelsesmetoder, der er blevet anvendt indtil nu,” siger Else Starenburg, hovedforfatter af artiklen, som beskriver undersøgelsen. ”Vores forbedrede fremgangsmåde giver os mulighed for at afsløre de primitive stjerner, der er skjult blandt alle de andre mere almindelige stjerner.”

Primitive stjerner menes at være dannet af materiale, der er skabt kort efter Big Bang for 13,7 milliarder år siden. Sammenlignet med stjerner som Solen har de typisk mindre end en tusindedel af den mængde af grundstoffer, der er tungere end brint og helium og kaldes ”ekstremt metalfattige stjerner” [1]. De tilhører en af de første generationer af stjerner i det nære univers. Sådanne stjerner er ekstremt sjældne og observeres hovedsageligt i Mælkevejen.

Kosmologer mener, at større galakser som Mælkevejen er dannet ved sammensmeltningen af mindre galakser. Mælkevejens familie (population) af ekstremt metalfattige eller ”primitive” stjerner bør allerede have været til stede i de dværggalakser, den blev dannet af, og lignende populationer bør være til stede i andre dværggalakser. ”Indtil nu har det været sparsomt med spor efter dem,” siger medforfatter Giuseppina Battaglia. ”Store kortlægninger gennemført i de seneste år, blev ved med at vise, at de ældste populationer af stjerner i Mælkevejen og dværggalakser ikke passede sammen, hvilket overhovedet ikke var forventet ud fra kosmologiske modeller.” 

Grundstofindhold måles ved hjælp af spektre, der giver de kemiske fingeraftryk af stjerner [2]. Dwarf galaxies Abundances and Radial-velocities Team [3] brugte FLAMES-instrumentet på ESO’s Very Large Telescope til at lave spektre af over 2000 individuelle kæmpestjerner i fire af vores nabogalakser: dværggalakserne i stjernebillederne Fornax (Ovnen), Sculptor (Billedhuggeren), Sextans (Sekstanten) og Carina (Kølen). Da dværggalakserne typisk er 300.000 lysår væk – hvilket er omkring tre gange størrelsen af vores Mælkevej – kan kun markante træk i spektret måles som et vagt, udtværet fingeraftryk. Holdet konstaterede, at ingen af deres store samling af spektrale fingeraftryk, syntes at tilhøre den gruppe af stjerner, de var på udkig efter, nemlig de sjældne, ekstremt metalfattige stjerner, der er fundet i Mælkevejen.

Holdet af astronomer omkring Starkenburg har nu kastet nyt lys over problemet via en omhyggelig sammenligning af spektre med computerbaserede modeller. De har fundet ud af, at kun nuancer adskiller de kemiske fingeraftryk fra en normal metalfattig stjerne og en meget metalfattig stjerne. Det forklarer, hvorfor tidligere metoder ikke har haft held med identifikationen.

Astronomerne har også fået bekræftet, at flere ekstremt metalfattige stjerner virkelig er næsten helt oprindelige i deres sammensætning. Det har været muligt takket være langt mere detaljerede spektre lavet med UVES-instrumentet på ESO’s Very Large Telescope. ”Sammenlignet med de vage fingeraftryk, vi havde før, svarer det til nu at se på fingeraftrykket gennem et mikroskop,” forklarer holdmedlem Vanessa Hill. ”Desværre kan kun et lille antal stjerner observeres på denne måde, fordi det er meget tidskrævende.”

”Blandt de nye meget metalfattige stjerner, der er opdaget i disse dværggalakser, har tre af dem en relativ mængde af tunge grundstoffer på mellem 1/3000 og 1/10.000 af hvad der er observeret i Solen herunder rekordholderen som den mest primitive stjerne, der er fundet uden for Mælkevejen,” siger holdmedlem Martin Tafelmeyer.

”Ikke alene har vores arbejde afsløret nogle af de meget interessante, første stjerner i disse galakser, men det giver også en ny og effektiv teknik til at afsløre flere af disse stjerner”, slutter Starkenburg. ”Fra nu af er det ikke længere muligt at gemme sig!”

Noter

[1] Ifølge den definition, der anvendes i astronomi, er ”metaller” alle andre grundstoffer end brint og helium. Bortset fra ganske få, mindre betydelige, lette grundstoffer, er alle disse metaller skabt af de forskellige generationer af stjerner.

[2] Som enhver regnbue viser, kan hvidt lys deles op i forskellige farver. Astronomer opdeler med særlige instrumenter det lys, de modtager fra fjerne objekter, i dets forskellige farver (eller bølgelængder). Men, hvor vi i regnbuen kun ser syv farver, kan astronomer kortlægge hundredvis af fint nuancerede farver, der danner et spektrum – en fortegnelse over de forskellige mængder af lys, som objektet udsender i hvert snævert farvebånd. Detaljerne i spektret – mere lys, der udsendes i nogle farver, mindre lys i andre – fortæller om den kemiske sammensætning af det stof, der producerer lyset.

[3] Dwarf galaxies Abundances and Radial-velocities Team (DART) har medlemmer fra institutioner i ni forskellige lande.

Mere information

Denne forskning er præsenteret i en artikel i Astronomy and Astrophysics (“The NIR Ca II triplet at low metallicity”, E. Starkenburg et al.). En anden artikel er under forberedelse (Tafelmeyer et el.), der præsenterer UVES-målingerne af adskillige primitive stjerner.

Holdet er sammensat af Else Starkenburg, Eline Tolstoy, Amina Helmi og Thomas de Boer (Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Holland), Vanessa Hill (Laboratoire Cassiopée, Université de Nice Sophia Antipolis, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Frankrig), Jonay I. González Hernández (Observatoire de Paris, CNRS, Meudon, Frankrig og Universidad Complutense de Madrid, Spanien), Mike Irwin (University of Cambridge, Storbritannien), Giuseppina Battaglia (ESO), Pascale Jablonka og Martin Tafelmeyer (Université de Genève, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Schweiz), Matthew Shetrone (University of Texas, McDonald Observatory, USA) og Kim Venn (University of Victoria, Canada).

ESO, det Europæiske Syd Observatorium, er den mest fremtrædende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag følgende 14 medlemslande: Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. Flere lande har udtrykt interesse i medlemskab. ESO’s aktiviteter er fokuseret på design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for astronomi for at muliggøre vigtige videnskabelige opdagelser. ESO spiller også en ledende rolle for at fremme og organisere samarbejdet inden for astronomisk forskning. I Chile driver ESO tre unikke observatorier i verdensklasse: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope (VLT), der er verdens mest avancerede astronomiske observatorium til observationer i synligt lys, og VISTA, som er verdens største kortlægningsteleskop. ESO er den europæiske partner i et revolutionerede astronomisk teleskop kaldet ALMA, det største igangværende astronomiske projekt. ESO planlægger i øjeblikket et 42 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive ”verdens største øje mod himlen”.

Links

• Videnskabelig artikel

Kontakter

Else Starkenburg
Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen
The Netherlands
Tel: +31 50 363 8447
E-mail: else@astro.rug.nl

Giuseppina Battaglia
ESO
Tel: +49 89 3200 6362
E-mail: gbattagl@eso.org

Lars Lindberg Christensen
Head of the ESO education and Public Outreach Department
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 320 06 761
Mobil: +49 173 38 72 621
E-mail: lars@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1007 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.