Pressemeddelelse

ALMA udpeger tidlige galakser i rekordfart

17. april 2013

Et hold af astronomer har brugt det nye ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) teleskop til at udpege beliggenheden af mere end 100 af de mest frugtbare stjernedannende galakser i det tidlige univers. ALMA er så kraftfuld at den, på blot få timer, lavede ligeså mange observationer af disse galakser, som der sammenlagt er gjort med alle lignende teleskoper i verden i løbet af mere end et årti.

De mest frugtbare udbrud af stjernefødsler i det tidlige univers fandt sted i fjerne galakser, der indeholdt meget kosmisk støv. Disse galakser er af afgørende betydning for vores forståelse af galaksedannelse og udvikling igennem universets historie, men skjuler dem og gør dem svære at identificere i synligt lys med teleskoper. For at udpege dem må astronomer bruge teleskoper, der kan observere lyset i længere bølgelængder, omkring en millimeter, sådan som ALMA.

"Astronomer har ventet på data som dette i mere end et årti. ALMA er så kraftfuld, at det har revolutioneret den måde, vi kan observere disse galakser, selvom teleskopet ikke var fuldstændigt færdigt på tidspunktet for observationerne," sagde Jacqueline Hodge (Max-Planck-Institut für Astronomie, Tyskland), hovedforfatter på artiklen der præsenterer ALMA observationerne.

Det hidtil bedste kort over disse fjerne støvede galakser blev lavet ved at bruge det ESO-drevne Atacama Pathfinder Experiment teleskopet (APEX). Det kortlagde et udsnit af himlen på størrelse med fuldmånen [1], og opdagede 126 af disse galakser. Men i APEX billederne ligner hvert udbrud af stjernedannelse en relativt uklar klump, der måske var bred nok til at dække mere end en galakse i de skarpere billeder taget i andre bølgelængder. Uden at vide præcis hvilke af galakserne der dannede stjerner, var astronomerne hæmmet i deres undersøgelse af stjernedannelse i det tidlige univers.

For at kunne udpege de korrekte galakser kræver det skarpere observationer, og skarpere observationer kræver et større teleskop. Mens APEX har en enkelt 12-meter-diameter skiveformet antenne, bruger teleskoper som ALMA flere APEX-lignende skiver spredt over store afstande. Signalerne fra alle antennerne kombineres, og effekten er som et enkelt kæmpestort teleskop, ligeså bredt som hele samlingen af antenner.

Holdet brugte ALMA til at observere galakserne fra APEX kortet i løbet af ALMAs første fase af videnskabelige observationer, mens teleskopet stadigvæk var under konstruktion. Ved at bruge mindre end det kvarte af den endelige samling af 66 antenner spredt over afstande op til 125 meter, behøvede ALMA mindre end to minutter per galakse for at udpege hver eneste galakse inden for et lille område 200 gange mindre en de store APEX klumpe, og med tre gange så stor følsomhed. ALMA er så meget følsommere end andre teleskoper af sin slags, at den på blot få minutter havde fordoblet antallet af sådanne observationer, der nogensinde er lavet.

Ikke alene havde holdet entydigt identificeret, hvilke galakser der havde områder med aktiv stjernedannelse, men i op mod halvdelen af tilfældene fandt de at flere stjernedannende galakser, havde været sammenblandet til en enkelt klump i tidligere observationer. ALMAs skarpe syn gjorde det muligt at skelne mellem separate galakser.

"Vi troede førhen, at de klareste af disse galakser dannede stjerner tusind gange kraftigere end vores egen galakse, Mælkevejen, hvilket satte dem i fare for at sprænge sig selv i stykker. ALMA billederne afslørede flere mindre galakser, der dannede stjerner i noget mere rimelige hastigheder," siger Alexander Karim (Durham Univseristy, Storbritannien), et holdmedlem og hovedforfatter på en ledsagende artikel om dette arbejde.

Resultaterne danner det første statistisk pålidelige katalog af støvede stjernedannende galakser i det tidlige univers, og skaber et afgørende fundament for videre undersøgelser af disse galaksers egenskaber i forskellige bølgelængder, uden risiko for misfortolkning grundet galaksernes sammenblandede udseende.

På trods af ALMAs skarpe syn og uovertrufne følsomhed har teleskoper som APEX stadigvæk en rolle at spille. "APEX kan dække et bredt område af himlen hurtigere end ALMA, og derfor er den ideel til at opdage disse galakser. Når vi ved hvor vi skal kigge hen, kan vi bruge ALMA til at lokalisere dem nøjagtigt," konkluderede Ian Smail (Durham University, Storbritannien), medforfatter på den nye artikel.

Noter

[1] Observationerne blev gjort i et område af himlen i det sydlige stjernebillede Fornax (Den Kemiske Ovn), der kaldes Chandra Deep Field South. Det er allerede blevet omfattende undersøgt af mange teleskoper, både fra Jorden og i rummet. De nye observationer fra ALMA udvider de dybe og høje opløsnings observationer af dette område ind i millimeter/submillimeter delen af spektret og supplerer tidligere observationer.

Mere information

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en international astronomifacilitet, er et partnerskab mellem Europa, Nordamerika og Østasien i samarbejde med Chile. I Europa er ALMA finansieret af det Europæiske Syd Observatorium (ESO), i Nordamerika af U.S. National Science Foundation (NSF) i samarbejde med National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC) og i Østasien af National Institutes of Natural Sciences (NINS) of Japan i samarbejde med Academia Sinica (AS) i Taiwan. Konstruktionen og driften af ALMA ledes i Europa af ESO, i Nordamerika af National Radio Astronomy Observatory (NRAO), der administreres af Associated Universities, Inc. (AUI), og i Østasien af National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Joint ALMA Observatory (JAO) står for den samlede ledelse og overordnede styring af konstruktionen, ibrugtagningen og driften af ALMA.

Atacama Pathfinder Experiment (APEX) er et samarbejde mellem Max Max Planck Institut für Radioastronomie (MPIfR) med 50 % , Onsala Space Observatory (OSO) med 23% og det Europæiske Sydobservatorium med 27 %.

Denne forskning er præsenteret i artiklen "“An ALMA Survey of Submillimeter Galaxies in the Extended Chandra Deep Field South: Source Catalog and Multiplicity”, af J. Hodge et al., og vil fremkomme i the Astrophysical Journal.

Ledsagerartiklen  “An ALMA survey of submillimetre galaxies in the Extended Chandra Deep Field South: High resolution 870 μm source counts, on the multiplicity of the sources" af A. Karim et al., vil fremkomme i the Oxford University Press journal, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Holdet er sammensat af J. A. Hodge (Max-Planck-Institut für Astronomie Heidelberg, Tyskland [MPIA]), A. Karim (Institute for Computational Cosmology, Durham University, Storbritannien ), I. Smail (Durham), A. M. Swinbank (Durham), F. Walter (MPIA), A. D. Biggs (ESO), R. J. Ivison (UKATC and Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, Storbritannien), A. Weiss (Max–Planck Institut für Radioastronomie, Bonn, Tyskland), D. M. Alexander (Durham), F. Bertoldi (Argelander–Institute of Astronomy, Bonn University, Tyskland), W. N. Brandt (Institute for Gravitation and the Cosmos & Department of Astronomy & Astrophysics, Pennsylvania State University, University Park, USA), S. C. Chapman (Institute of Astronomy, University of Cambridge, United Kingdom; Department of Physics and Atmospheric Science, Dalhousie University, Halifax, Storbritannien), K. E. K. Coppin (McGill University, Montreal, Canada), P. Cox (IRAM, Saint–Martin d’Héres, France), A. L. R. Danielson (Durham), H. Dannerbauer (University of Vienna, Østrig), C. De Breuck (ESO), R. Decarli (MPIA), A. C. Edge (Durham), T. R. Greve (University College London, Storbritannien), K. K. Knudsen (Department of Earth and Space Sciences, Chalmers University of Technology, Onsala Space Observatory, Onsala, Sverige), K. M. Menten (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Tyskland), H.–W. Rix (MPIA), E. Schinnerer (MPIA), J. M. Simpson (Durham), J. L. Wardlow (Department of Physics & Astronomy, University of California, Irvine, USA) and P. van der Werf (Leiden Observatory, Holland).

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”.

Links

• Videnskabelig artikel
• Billeder af ALMA

Kontakter

Jacqueline Hodge
Max-Planck-Institut für Astronomie
Heidelberg, Germany
Tel: +49 6221 528 467
E-mail: hodge@mpia.de

Alexander Karim
Institute for Computational Cosmology, Durham University
Durham, United Kingdom
Tel: +49 228 733658 (Christina Stein-Schmitz)
E-mail: alexander.karim@durham.ac.uk

Mark Swinbank
Institute for Computational Cosmology, Durham University
Durham, United Kingdom
Tel: +44 191 334 3772 (Lindsay Borrero)
E-mail: a.m.swinbank@durham.ac.uk

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@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 eso1318 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.