Pressemeddelelse

Galakse-store ekkoer fra fortiden

VLT-observationer identificerer en meget sjælden, ny slags galakse

5. december 2012

En ny klasse af galakser er blevet identificeret med observationer fra ESOs Very Large Telescope (VLT), Gemini South-teleskopet og Canada Frankrig Hawaii-teleskopet (CFHT). De kaldes ”grønne-bønner-galakser” på grund af deres usædvanlige udseende. Disse galakser gløder i det intense lys udsendt fra omgivelserne af monsterstore sorte huller og de er blandt de mest sjældne objekter i universet.

Mange galakser har et gigantisk sort hul i deres centrum, der får gassen omkring hullerne til at gløde. Men for grønne-bønner-galaksers vedkommende gløder hele galaksen og ikke kun de centrale dele. Disse nye observationer afslører de største og mest lysstærke glødende områder, der nogensinde er fundet, som menes at være drevet af centrale sorte huller, der tidligere var meget aktive, men nu er slukket.

Astronom Mischa Schirmer fra Gemini Observatory har kigget på mange billeder af det fjerne univers i søgen efter galaksehobe, men da han faldt over et objekt på et billede fra Canada Frankrig Hawaii-teleskopet, var han målløs – det lignede en galakse, men det lyste klart grønt. Det var anderledes end alle andre galakser, han nogensinde havde set før, noget helt uventet. Han søgte hurtigt om at anvende ESOs Very Large Telescope til at finde ud af hvad det var, der skabte den usædvanlige grønne glød [1].

 ”ESO gav mig særlig observationstid med meget kort varsel og blot et par dage efter at jeg sende anmodningen, blev dette bizarre objekt observeret med VLT,” siger Schirmer. ”Ti minutter efter at datene var indsamlet i Chile, havde jeg dem på min computer i Tyskland. Jeg ændrede hurtigt fokus for mine forskningsaktiviteter, da det blev klart, at jeg havde fundet noget helt nyt.”

Det nye objekt har fået betegnelsen J224024.1-092748 eller J2240. Det ligger i stjernebilledet Aquarius (Vandmanden) og dets lys har været ca. 3,7 milliarder år om at nå Jorden.

Efter opdagelsen søgte Schirmers hold gennem en liste over næsten en milliard andre galakser [2] og har fundet 16 mere med lignende egenskaber, der er blevet bekræftet af observationer foretaget med Gemini South teleskopet. Disse galakser er så sjældne, at der i gennemsnit kun er én i en terning, der omkring 1,3 milliarder lysår i tværs. Denne nye klasse af galakser har fået tilnavnet grønne-bønner-galakser på grund af deres farve, og fordi de overfladisk set ligner grønært-galakser [3], de er bare større.

I mange galakser afgiver materialet omkring det supertunge sorte hul i midten en intens stråling og ioniserer den omgivende gas, så den lyser kraftigt. Disse glødende områder i typiske aktive galakser er som regel små, kun op til 10 % af galaksens diameter. Imidlertid viser holdets observationer, at i J2240s tilfælde og andre grønne-bønner-galakser, der er opdaget efterfølgende, er det virkelig stort, og kan dække hele objektet. J2240 har et af de største og klareste af sådanne områder, der nogensinde er fundet. Ioniseret ilt lyser lysegrønt, hvilket forklarer den mærkelige farve, der oprindeligt fangede Schirmers opmærksomhed.

”Disse glødende områder er fantastiske  studieobjekter til at forsøge at forstå galaksers fysik – det er ligesom at stikke et termometer i en galakse langt, langt væk,” siger Schirmer. ”Normalt er disse områder hverken meget store eller meget klare, og kan kun ses tydeligt i nærtliggende galakser. Men i disse nyopdagede galakser er de så store og klare, at de kan observeres i stor detalje, på trods af deres store afstand.”

Holdets videre analyse af dataene afslørede dog hurtigt endnu et mysterium. J2240 ser ud at have et meget mindre aktivt sort hul i midten end forventet ud fra det glødende områdes størrelse og lysstyrke. Holdet mener, at de glødende områder må være et ekko fra et tidspunkt, hvor det centrale sorte hul var meget mere aktivt, og at de gradvist vil dæmpes efterhånden som resterne af strålingen passerer igennem dem og ud i rummet [4].

Disse galakser ser ud til at have et falmende galaktisk center, der markerer en meget flygtig fase i en galakses liv. I det tidlige univers var galakser meget mere aktive med voksende tunge sorte huller i deres centre, der opslugte omkringliggende stjerner og gas og som skinnede klart og let producerede op til 100 gange mere lys end alle stjernerne i galaksen tilsammen. Lysekkoer som det, der ses i J2240 tillader astronomer at studere nedlukningsprocesserne i disse aktive objekter, for at forstå mere om hvordan, hvornår og hvorfor de standser – og hvorfor vi nu ser så få af dem i yngre galakser. Det er hvad holdet vil gøre, ved at følge op på disse resultater med yderligere røntgen- og spektroskopiske observationer.

”At opdage noget helt nyt er en astronoms drøm, og noget man kun oplever én gang i livet,” slutter Schirmer. ”Det er meget inspirerende!”

Noter

[1] Astronomerne studerede objektet med VLTs kraftige X-shooter-spektrograf. Ved at brede lyset ud i dets forskellige farver, har de kunnet finde ud af sammensætningen af det glødende materiale, og hvorfor det skinner så klart.

[2] Eftersøgningen blev foretaget ved at bruge den store online database Sloan Dgital Sky Survey (SDSS).

[3]Grønært- galakser er små, lysende galakser, der har kraftig stjernedannelse. De blev først opdaget i 2007 af en deltager i det astronomiske crowd-sourcing projekt Galaxy Zoo. I modsætning til grønne-bønner-galakser er disse galakser meget små – vores galakse Mælkevejen har en masse svarende til omkring 200 gennemsnits grønært-galakser. Ligheden mellem grønært- og grønne-bønner-galakser er begrænset til deres udseende, da de fleste af dem ikke er nært beslægtede.

[4] I mange aktive galakser er udsigten til det centrale sorte hul blokeret af store mængder støv, hvilket gør det vanskeligt at måle aktiviteten af det sorte hul. For at kontrollere om grønne-bønner-galakser faktisk er forskellige fra andre galakser med skjulte centre, har astronomerne set på observationer af disse galakser ved meget lange infrarøde bølgelængder, der let trænger igennem selv meget tykke støvskyer. De centrale områder af J2240 og de andre grønne-bønner-galakser viser sig at være meget svagere end forventet. Det betyder, at den aktive kerne nu er meget svagere end det fremgår af lysstyrken på de lysende områder. 

Mere information

Denne forskning er præsenteret i en artikel “A sample of Seyfert-2 galaxies with ultra-luminous galaxy-wide NLRs – Quasar light echos?”, der udkommer i The Astrophysical Journal.

Holdet består af M. Schirmer (Gemini Observatory, Chile; Argelander-Institut für Astronomie, Universität Bonn, Tyskland), R. Diaz (Gemini Observatory, Chile), K. Holhjem (SOAR Telescope, Chile), N. A. Levenson (Gemini Observatory, Chile) og C. Winge (Gemini Observatory, Chile).

I år 2012 er der 50-års jubilæum for grundlæggelsen af det Europæiske Syd Observatorium (ESO). ESO er den mest fremtrædende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag følgende 15 medlemslande: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. ESOs aktiviteter er fokuseret på design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for at muliggøre vigtige videnskabelige opdagelser inden for astronomi. 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 samt to kortlægningsteleskoper. VISTA arbejder i infrarødt lys og er verdens største kortlægningsteleskop, mens VLT Survey Telescope (VST) er det største teleskop, der udelukkende er bygget til at kortlægge himlen i synligt lys. ESO er den europæiske partner i et revolutionerede astronomisk teleskop kaldet ALMA, det største igangværende astronomiske projekt. ESO planlægger i øjeblikket et 39 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive ”verdens største øje mod himlen”.

Canada Frankrig Hawaii-teleskopet (CFHT) drives af National Research Council of Canada, Institut des Sciences de I'Univers of the Centre National de la Recherche Scientifique og France og University of Hawaii.

Links

• Den videnskabelige artikel
• Billeder af VLT

Kontakter

Mischa Schirmer
Science Fellow, Gemini Observatory
La Serena, Chile
Tel: +56 (51) 205600
E-mail: mschirme@gemini.edu

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Daniel Devost
Canada-France-Hawaii Telescope
Kamuela, Hawaii, USA
Tel: +1 808 885 3163
E-mail: devost@cfht.hawaii.edu

Peter Michaud
Gemini Observatory
Tel: +1 808 974 2510
E-mail: pmichaud@gemini.edu

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 eso1249 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.