Pressemeddelelse

APEX tager sit første nærbillede af stjernefabrikker i det fjerne Univers

21. marts 2010

For første gang har astronomer foretaget direkte målinger af størrelsen og lysstyrken af områder i en meget fjern galakse, hvor nye stjerner bliver født. Det er sket takket være en tilfældig opdagelse gjort med APEX-teleskopet. Galaksen er så fjern, at dens lys har været så lang tid om at nå frem til os, at vi ser den som den så ud for 10 milliarder år siden. En komisk ”gravitationslinse” forstørrer galaksen og giver os et nærbillede, der ellers ville være umuligt. Dette lykketræf afslører, at galakser i det tidlige Univers har et hektisk og energisk stjernedannende liv, med stjernefabrikker, der dannes hundrede gange hurtigere end i mere nutidige galakser. Denne forskning er offentliggjort online i dag i tidsskriftet Nature.

Astronomer var i færd med at observere en tung galaksehob [1] med Atacana Pathfinder Experiment (APEX) teleskopet, da de fandt en ny og utrolig klar galakse, som ligger længere væk end hoben. Galaksen er den klareste meget fjerne galakse, der nogensinde er set ved submillimeter bølgelængder, som er den type lys som APEX observerer. Galaksen er så klar, fordi de kosmiske støvkorn i galaksen gløder, fordi de er varmet op af stjernelys. Den nye galakse har fået navnet SMM J2135-0102.

”Vi var lamslåede over at finde et overraskende klart objekt, der ikke var på den forventede position. Vi indså hurtigt, at det var en hidtil ukendt og mere fjerntliggende galakse, som bliver forstørret af den mere nærtliggende galaksehob,” siger Carlos De Breuck fra ESO, som er medlem af holdet. De Breuck lavede observationerne med APEX teleskopet på Chajnantor-sletten i en højde på 5000 meter i de chilenske Andesbjerge.

Den nye galakse SMM J2135-0102 er så klar på grund af den tunge galaksehob, der ligger i forgrunden. Den umådelige masse af denne hob bøjer lyset fra den mere fjerntliggende galakse, idet den fungerer som en gravitationslinse [2]. Som et teleskop, forstørrer og forstærker den vores billede af den fjerntliggende galakse. Fordi hoben og den fjerne galakse ved et heldigt sammentræf ligger på linie, bliver sidstnævnte kraftigt forstørret med en faktor 32.

”Forstørrelsen afslører galaksen i hidtil uset detalje, også selvom den er så fjerntliggende, at det har taget lyset omkring 10 milliarder år at nå frem til os,” forklarer Mark Swinbank fra Durham University, hovedforfatter på artiklen, der beskriver opdagelsen. ”I efterfølgende observationer med Submillimeter Array Telescope, har vi været i stand til at undersøge skyerne, hvor stjerner dannes i galaksen med stor præcision.”

Forstørrelsen betyder, at de stjernedannende skyer kan udpeges i galaksen, ned til en skala på kun nogle få hundrede lysår – næsten ned til størrelsen af gigantiske skyer i vores egen galakse, Mælkevejen. For at se detaljer på denne niveau uden hjælp af gravitationslinse, vil kræve fremtidige teleskoper såsom ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), der i øjeblikket er under opførelse på den samme slette som APEX. Denne heldige opdagelse har derfor givet astronomer en enestående forsmag på den videnskab, der vil være mulig om nogle få år.

Disse ”stjernefabrikker” er af samme størrelse som dem i Mælkevejen, men hundrede gange mere lysstærke hvilket tyder på, at stjernedannelsen i disse galaksers tidlige livsfaser er en langt mere effektiv proces, end den der typisk finder sted i galakser, der ligger tættere på os i tid og rum. På mange måder ligner skyerne mere de tætteste kerner af stjernedannende skyer i det nærtliggende Univers.

”Vi anslår, at SMM J2135-0102 producerer stjerner med en hastighed, der svarer til omkring 250 stjerner som Solen om året,” siger De Breuck. ”Stjernedannelsen i dens store støvskyer er ulig den i det nærtliggende Univers, men vores observationer tyder også på, at vi bør være i stand til at anvende den samme underliggende fysik fra de tætteste stjernefabrikker i nærtliggende galakser til at forstå stjernefødslen i disse mere fjerne galakser.”

Noter

[1]Galaksehobe er blandt de tungeste objekter i Universet, der holdes sammen af tyngdekraften. De er sammensat af hundredvis til tusindvis af galakser, hvilket kun er omkring en tidendedel af deres samlede masse. Hovedparten af deres masse, hvilket svarer til en million milliard [10¹⁵] gange Solens masse, er sammensat af varm gas og mørkt stof. I dette tilfælde har den hob, der blev observeret betegnelsen MACS J2135-010217 (eller MACS J213512.10-010258.5), og befinder sig i en afstand på omkring fire milliarder lysår.

[2] Gravitationslinser er en effekt forudsagt af Albert Einstein’s generelle relativitetsteori. På grund af deres enorme masse og deres position mellem os og meget fjerne galakser, virker galaksehobe som særdeles effektive gravitationslinser, der bøjer lyset fra baggrundsgalakser. Afhængig af hobens massefordeling produceres en mængde af interessante effekter, såsom forstørrelse, forvrængning af form, kæmpe buer og flere billeder af den samme kilde.

Mere information

Denne forskning er beskrevet i en artikel, “Intense star formation within resolved compact regions in a galaxy at z=2.3” (A. M. Swinbank et al.), som offentliggøres online i Nature i dag, og på tryk den 1. april 2010.

Holdet er sammensat af A. M. Swinbank, I. Smail, J. Richard, A. C. Edge og K. E. K. Coppin (Institute for Computational Cosmology, Durham University, Storbritannien), S. Longmore, R. Blundell, M. Gurwell og D. Wilner (Harvard-Smithsonian Center For Astrophysics, USA), A. I. Harris og L. J. Hainline (Department of Astronomy, University of Maryland, USA), A.J. Baker (Department of Physics and Astronomy, Rutgers, University of New Jersey, USA), C. De Breuck, A. Lundgren og G. Siringo (ESO), R. J. Ivison (UKATC and Royal Observatory of Edinburgh, Storbritannien), P. Cox, M. Krips og R. Neri (Institut de Radio Astronomie Millimétrique, Frankrig), B. Siana (California Institute of Technology, USA), D. P. Stark (Institute of Astronomy, University of Cambridge, Storbritannien) og J. D. Younger (Institute for Advanced Study, USA).

Atacama Pathfinder Experiment (APEX) telescope er et 12-meter teleskop, beliggende i 5100 meters højde på den tørre højslette Chajnantor i de chilenske Andesbjerge. APEX opererer på millimeter og submillimeter bølgelængder. Dette område af bølgelængder er et relativt uudforsket felt i astronomien, der kræver avancerede detektorer og et ekstremt højt og tørt observatoriested, såsom Chajnantor. APEX, det største submillimeter bølgelængde teleskop, der opererer på den sydlige halvkugle, er et samarbejde mellem Max Planck Instituttet for Radio Astronomy, Onsala Space Observatory og ESO. Drift af APEX på Chajnantor er overdraget til ESO. APEX er en ”stifinder” for ALMA – den er baseret på en prototypeantenne fremstillet til ALMA-projektet, som er placeret på samme plateau og APEX vil finde mange objekter, som ALMA vil være i stand til at studere i ekstreme detaljer.

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

• Videnskablig artikel (preprint)
• Mere information om APEX

Kontakter

Mark Swinbank
Durham University
Durham, United Kingdom
Tel: +44 191 334 3786
E-mail: a.m.swinbank@durham.ac.uk

Carlos de Breuck
ESO
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6613 (until 23 March available on +1 626 272 8473, time zone PDT, USA)
E-mail: cdebreuc@eso.org

Douglas Pierce-Price
ESO
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6759
E-mail: dpiercep@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 eso1012 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.