Pressemeddelelse

Vindfødte stjerner fra supertunge sorte huller

En helt ny måde at danne stjerner på er opdaget af ESOs VLT

27. marts 2017

Inde i de kraftige udladninger af materiale fra supertunge sorte huller i galaksekernerne dannes der også stjerner. Den overraskende opdagelse er gjort med ESOs Very Large Telescope, og det er noget, som ikke før er blevet bekræftet. Opdagelsen har mange konsekvenser for forståelsen af galaksernes egenskaber og deres udvikling. De nye resultater bliver offentliggjort i tidsskriftet Nature.

En gruppe europæiske astronomer ledet af forskere fra Storbrittannien har brugt instrumenterne MUSE og X-shooter på Very Large Telescope (VLT) ved ESOs Paranalobservatorium i Chile til at studere en kollision imellem to galakser, som tilsammen har betegnelsen IRAS F23128-5919. Afstanden til galakserne er omkring 600 millioner lysår. Forskergruppen har observeret den enorme strøm af stof, som opstår tæt ved det supertunge sorte hul i hjertet af den sydlige af de to galakser, og de har for første gang fundet klare beviser for, at der dannes stjerner i stofstrømmene[1].

Disse stofstrømme fra galakserne drives ud af den voldsomme energi fra de aktive og turbulente galaksecentre. Supertunge sorte huller gemmer sig i kernen af de fleste galakser, og når de sluger stof i sig, opvarmer de samtidig den omgivende gas, og presser den ud fra galakserne som kraftige og tætte stofstrømme[2].

"I nogen tid har astronomerne ment, at forholdene inde i disse stofstrømme kunne være tilstrækkelige til, at der kan dannes stjerner, men ingen har set det ske indtil nu, for det er meget svært at observere," kommenterer leder af forskerholdet Roberto Maiolino fra University of Cambridge. "Vores resultater er spændende fordi de helt tydeligt viser, at stjerner kan dannes inde i disse strømme."

Forskerne havde til formål både at studere både stjernerne og den omgivende gas i stofstrømmen direkte. Med to af Verdens bedste spektroskoper, MUSE og X-shooter på VLT har de kunnet udføre meget detaljerede studier af det lys, som udsendes, for at se, hvorfra det stammer.

Strålingen fra de unge stjerner kan få gasskyer i nærheden på en særlig måde, véd man. Med X-shooters høje følsomhed kunne forskerholdet udelukke andre mulige kilder til denne form for lys, blandt andet chokbølger i gasserne og selve den aktive galaksekerne.

Gruppen af astronomer har foretaget en helt ubetvivlelig direkte måling på en gruppe af helt unge stjerner i stofstrømmen [3]. Stjernerne er mindre end nogle få snese millioner år gamle, og foreløbige analyser antyder, at de er varmere og klarere end tilsvarende stjerner, som dannes under mindre voldsomme forhold ude i galaksernes skiver.

Som yderligere underbygning bestemte astronomerne bevægelserne og hastighederne for disse stjerner. Lyset fra de fleste af områdets stjerner viser, at de bevæger sig med meget høje hastigheder væk fra galaksens centrum - hvilket er forståeligt, hvis det er objekter, som er fanget i en strøm af hurtigt stof.

Medforfatter Helen Russell (fra Institute of Astronomy, Cambridge) fortsætter: "De stjerner, som dannes i vindene tæt ved galaksecentrene taber måske hastighed, og de begynder måske endda at falde tilbage, mens de stjerner, som dannes længere ude i strømmen ikke bremses så meget, og de vil derfor kunne flyve helt væk fra galaksen."

Opdagelsen giver ny og spændende oplysninger, som kan forbedre vores forståelse for dele af astrofysikken, blandt andet hvordan visse galakser har fået den facon, de har[4], hvordan det interstellare stof bliver beriget med tunge grundstofer [5]; og endda hvorfra den uforklarede stråling, som kaldes den kosmiske infrarøde baggrundsstråling stammer [6].

Maiolino ser fremad i spænding: "Hvis der virkelig sker stjernedannelse i de fleste strømme fra galakserne, som nogle teorier forventer, så kan det give os en helt ny forståelse for galaksernes udvikling."

Noter

[1] Der dannes stjerner i disse strømme med stor hyppighed. Astronomerne siger, at der dannes hvad der svarer til 30 solmasser om året. Det udgør over en fjerdedel af den samlede mængde stjernedannelse i hele det kolliderende galaksesystem.

[2] Når der udsendes gas ved disse galaktiske udstrømninger gør det mængden af gas i resten af galaksen mindre, og det er muligvis derfor, disse galakser holder op med at danne nye stjerner, når de ældes. Selvom det er mest sandsynligt, at udstrømningerne skyldes tunge centrale sorte huller, så er det også muligt, at gasvindene kommer fra supernovaudbrud i en galaksekerne, hvor der sker en voldsom stjernedannelse.

[3] Det er sket ved at registrere detaljer, som er karakteristiske for unge stjernepopulationer med et hastighedsmønster som passer med det, som forventes fra stjerner, der dannes med høje hastigheder i udstrømningen.

[4] Spiralgalakser har en tydelig skivestruktur med en markeret central bule af stjerner i midten, og omgivet af en diffus sky af stjerner, som kaldes en glorie eller en halo. Elliptiske galakser består hovedsagelig af disse kugleformede dele. En udstrømning af stjerner, som udsendes fra hovedskiven kan være årsagen til disse detaljer i galakserne.

[5] Det er stadig uklart hvordan rummet imellem galakserne - det intergalaktiske medium - bliver beriget med tunge grundstoffer, men stjerner, som sendes ud i en udstrømning kan være en af forklaringerne. Hvis de sendes ud af galaksen og så eksploderer som supernovaer, kan de tunge grundstoffer, som dannes ved den proces spredes ud i rummet imellem galakserne.

[6] Kosmisk infrarød baggrundsstråling, som svarer til den mere kendte kosmiske mikrobølgebaggrund er en svag glød i det infrarøde af spektret, som ser ud til at komme fra alle retninger i rummet. Hvad der er årsagen til denne stråling, er endnu ikke blevet tilfredsstillende forklaret. Måske stammer noget af lyset fra en udstrømning af stjerner, som er kastet ud i det intergalaktiske rum.

Mere information

Forskningsresultaterne her offentliggøres i en artikel med titlen “Star formation in a galactic outflow” af Maiolino et al. i tidsskriftet Nature den 27. march 2017.

Forskerholdet består af R. Maiolino (Cavendish Laboratory; Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge, UK), H.R. Russell (Institute of Astronomy, Cambridge, UK), A.C. Fabian (Institute of Astronomy, Cambridge, UK), S. Carniani (Cavendish Laboratory; Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge, UK), R. Gallagher (Cavendish Laboratory; Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge, UK), S. Cazzoli (Departamento de Astrofisica-Centro de Astrobiología, Madrid, Spanien), S. Arribas (Departamento de Astrofisica-Centro de Astrobiología, Madrid, Spanien), F. Belfiore ((Cavendish Laboratory; Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge, UK), E. Bellocchi (Departamento de Astrofisica-Centro de Astrobiología, Madrid, Spanien), L. Colina  (Departamento de Astrofisica-Centro de Astrobiología, Madrid, Spanien), G. Cresci (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italien), W. Ishibashi (Universität Zürich, Zürich, Schweiz), A. Marconi (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italien), F. Mannucci (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italien), E. Oliva (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italien), og E. Sturm (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, tyskland).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Brazilien, Danmark, Finland, Frankrig, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har focus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. ESO er en af de største partnere i ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges E-ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

Links

• Forskningsartiklen i Nature
• Fotos af VLT

Kontakter

Roberto Maiolino
Cavendish Laboratory, Kavli Institute for Cosmology
University of Cambridge, UK
E-mail: r.maiolino@mrao.cam.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 eso1710 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.