Pressemeddelelse

Voldsom stjernedannelse mindsker fremtidig stjernedannelse

ALMA kaster lys på mysteriet om manglende tunge galakser

24. juli 2013

Nye observationer med ALMA teleskopet i Chile har givet astronomerne det hidtil bedste indblik i hvordan voldsom stjernedannelse, eksplosivt kan udsende gas ud af en galakse og udtømme galaksen for gas der skulle være brændstof for nye stjerners dannelse og vækst. De dramatiske billeder viser, hvordan enorme udstrømninger af molekylær gas bliver udsendt af stjernedannende områder i den nærliggende Billedhuggergalaksen. Disse nye resultater hjælper med at forklare den mærkelige mangel på supertunge galakser i universet. Dette studie kan læses i Nature d. 25. juli 2013.

Galakser - stjernesystemer der indeholder hundrede milliarder af stjerner som vores egen Mælkevej - er de grundlæggende byggesten i kosmos. Et af de ambitiøse mål i moderne astronomi er at forstå hvordan galakser vokser og udvikler sig. Herunder er et af de vigtigste spørgsmål vedrørende stjernedannelse: hvad bestemmer, hvor stort et antal nye stjerner der bliver dannet i en galakse?

Billedhuggergalaksen, der også går under navnet NGC 253, er en spiralgalakse, der ligger i det sydlige stjernebillede Billedhuggerværkstedet. I en afstand på omkring 11,5 millioner lysår fra vores solsystem, er dette en af vores nærme intergalaktiske naboer, og den tætteste galakse med voldsom stjernedannelse der er synlig fra den sydlige halvkugle. Ved at bruge Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) har astronomer opdaget bølgende rækker af koldt tæt gas, der udsendes fra centrum af den galaktiske skive.

"Med ALMAs fantastiske opløsning og følsomhed kan vi før første gang tydelig se den store koncentration af kold gas, der bliver udkastet af de ekspanderende skaller af voldsomt tryk, der skabes af unge stjerner," siger Alberto Bolatto fra University of Maryland, USA der er hovedforfatter på artiklen. "Mængden af gas vi måler, giver os et større indblik i, hvordan nogle voksende galakser udspyr mere gas ind de indsamler. Vi ser måske et nutidigt eksempel på en almindelig hændelse i det tidlige univers."

Disse resultater hjælper måske med at forklare, hvorfor astronomerne har fundet overraskende få galakser med en høj masse i kosmos. Computermodeller viser, at ældre og mere røde galakser burde have en betydelig større masse, og et større antal stjerner end der observeres. Det ser ud til, at galaktiske vinde eller udstrømning af gas er så stærke, at de berøver galaksen for det brændstof, der skal sætte gang i dannelsen af næste generationer af stjerner [2].

"De særlige træk vi så, følger en bue, der ligger næsten perfekt med kanten på en tidligere observeret udstrømmende varme ioniseret gas," siger Fabian Walter, der er forsker ved Max Planck Institute for Astronomy i Heidelberg, Tyskland og medforfatter på artiklen. "Vi kan nu, trin for trin se udviklingen af voldsom stjernedannelse og udstrømning af gas."

Forskerne så, at de enorme mængder af molekylær gas - næsten ti gang solens masse, og måske mere - hvert år udsendes fra galaksen med hastigheder på mellem 150.000 til 1.000.000 km/t [3]. Den totale mængde gas der udsendes, vil samlet set være mere gas, end der blev brugt til at danne alle galaksens stjerner på samme tid. Hvis det fortsætter vil galaksen løbe tør for gas om kun 60 millioner år.

"Dette er for mig et glimrende eksempel på, hvordan nye instrumenter former fremtiden for astronomi. Vi har studeret de voldsomme stjernedannende områder i NGC 253, og andre nærliggende galakser, i næsten 10 år. Men før ALMA havde vi ingen chance for at se sådanne detaljer," siger Walter. Studiet brugte en af de tidlige opstillinger af ALMA med kun 16 antenner. "Det er spændende at tænke på hvad den komplette ALMA med 66 antenner kan vise os om denne type af udstrømning!" tilføjer Walter.

Flere studier med hele ALMA opstillingen vil hjælpe med at bestemme den ultimative skæbne af det gas, der strømmer ud grundet vinden, og vil afsløre om vindende skabt af voldsom stjernedannelse bliver genbrugt eller fjerner materialet til stjernedannelse fuldstændigt.

Noter

[1] Voldsomme stjernedannende galakser danner stjerner i et exceptionelt højt tempo. Da NGC 253 er en af de tætteste af disse ekstreme objekter, hvilket gør det til et ideelt objekt til at studere effekterne af sådan et vækstraseri i de galakser det forekommer i.

[2] Tidligere observationer har vist at varmere, men mindre tæt gas der strømmer væk fra NGC 253s stjernedannende områder. Men hvis der kun var tale om denne gas ville det have en meget lille, eller overhoved ingen, betydning for galaksens skæbne og dens evne til at danne fremtidige generationer af stjerner. Ny data fra ALMA har vist, at dem meget tættere molekylære gas bliver 'sparket' ud af stjernedannelsen, og bliver revet med den tynde, varme gas på dens vej til den galaktiske halo.

[3] Selvom hastighederne er høje, er de måske ikke høje nok til, at materialet bliver smidt helt ud af galaksen. Det vil blive fanget i den galaktiske halo i millioner af år, og kan i sidste ende regne tilbage på skiven, og derved skabe nye stjernedannede perioder.    

Mere information

Denne forskning kan læses i artiklen “The Starburst-Driven Molecular Wind in NGC 253 and the Suppression of Star Formation”, af Alberto D. Bolatto et al.,i Nature d. 25. juli 2013.

Forskergruppen bestod af A. D. Bolatto (Department of Astronomy, Laboratory for Millimeter-wave Astronomy, and Joint Space Institute, University of Maryland, USA), S. R. Warren (University of Maryland), A. K. Leroy (National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, USA), F. Walter (Max-Planck Institut für Astronomie, Heidelberg, Tyskland), S. Veilleux (University of Maryland), E. C. Ostriker (Department of Astrophysical Sciences, Princeton University, USA), J. Ott (National Radio Astronomy Observatory, New Mexico, USA), M. Zwaan (European Southern Observatory, Garching, Tyskland), D. B. Fisher (University of Maryland), A. Weiss (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Tyskland), E. Rosolowsky (Department of Physics, University of Alberta, Canada) og J. Hodge (Max-Planck Institut für Astronomie, Heidelberg, Tyskland).

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

• Den videnskabelige artikel
• Mere om ALMA
• Billeder af ALMA
• Pressemeddelelse fra NRAO
• Pressemeddelelse fra MPIA

Kontakter

Alberto Bolatto
University of Maryland
USA
Tel: +49 6221 528 493
E-mail: bolatto@astro.umd.edu

Martin Zwaan
ESO
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6834
E-mail: mzwaan@eso.org

Fabian Walter
Max-Planck Institut für Astronomie
Heidelberg, Germany
Tel: +49 6221 528 225
E-mail: walter@mpia.de

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 eso1334 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.