Lehdistötiedote

Kosminen kaivaus paljasti jäänteitä Linnunradan rakennusosista

25. marraskuuta 2009

Tähtitietieteilijöiden ryhmä teki epätavallisen havainnon tähyillessään paksujen pölypilvien läpi keskuspullistumaksi kutsuttuun tähtitihentymään galaksimme keskellä. Tutkijat löysivät Terzan 5 -nimellä tunnetusta tähtijoukosta tähtisikermän, jollaista pullistumassa ei ollut koskaan aiemmin havaittu. Löydös viittaa siihen, että Terzan 5 on itse asiassa yksi pullistuman alkuperäisistä rakennusosista, todennäköisimmin jäänne kääpiögalaksista, joka sulautui Linnunrataan pian sen syntyhetken jälkeen.

”Linnunradan historia on koodattu sen vanhimpiin fragmentteihin: pallomaisiin tähtijoukkoihin ja muihin tähtijärjestelmiin, jotka ovat olleet olemassa galaksimme alkuhetkestä saakka. Uusi tutkimuksemme avaa uuden ikkunan galaktiseen menneisyyteemme”, sanoo Francesco Ferraro, Nature-lehdessä tällä viikolla ilmestyvän artikkelin pääkirjoittaja.

Tähtitieteilijät löysivät Linnunradan keskuspullistumaa peittävien paksujen tähtienvälisten pölypilvien takaa poikkeuksellisen kosmisen muinaisjäännöksen – hieman samaan tapaan kuin arkeologit, jotka kaivavat esiin todistuskappaleita ihmiskunnan varhaishistoriasta pölykerrosten alle hautautuneista menneiden sivilisaatioiden jäänteistä.

Tutkimuksen kohteena oli Terzan 5 -niminen tähtijoukko. Uudet havainnot osoittavat, että toisin kuin lähes kaikissa muissa pallomaisissa tähtijoukoissa, tämän kohteen tähdet eivät ole syntyneet kaikki samaan aikaan yhtenä tähtipopulaationa. Terzan 5:ssä kimmeltävät lukuisat tähdet muodostuivat sen sijaan ainakin kahdessa eri vaiheessa. Aikakausista varhaisempi ajoittuu luultavasti noin 12 miljardin vuoden taakse ja uudempi noin 6 miljardin vuoden taakse.

”Linnunradan halon alueelta on löydetty vain yksi pallomainen tähtijoukko, Omega Centauri, jossa tähtien syntyhistoria on yhtä monivaiheinen. Nyt tehty havainto on ensimmäinen laatuaan keskuspullistumassa”, sanoo tutkimusryhmän jäsen Emanuele Dalessandro.

Keskuspullistuma on eräs galaksimme vaikeimmin havainnoitavista alueista. Pölypilvien takana sijaitsevat lukemattomat tähdet on mahdollista havaita vain infrapunavalon avulla. ”Sumu saatiin vihdoin hälvenemään ESOn VLT-teleskooppiin asennetuilla erinomaisilla instrumenteilla, jotka avasivat uuden näkökulman galaksin keskuspullistuman syntyyn”, sanoo artikkelin toinen kirjoittaja Barbara Lanzoni,

Löydöksen mahdollisti adaptiivisen optiikan alalla tehdyn kehitystyön huippua edustava MAD-instrumentti (Multi-conjugate Adaptive Optics Demonstrator), jonka avulla VLT-teleskoopilla (Very Large Telescope) saadaan ennennäkemättömän tarkkoja infrapuna-alueen kuvia. Adaptiivinen optiikka on tekniikka, jolla voidaan poistaa ilmakehän väreilyn aiheuttamat häiriöt maanpäällisillä teleskoopeilla otettavista kuvista. MAD-instrumentti puolestaan on prototyyppi, joka edustaa vieläkin tehokkaampaa uuden sukupolven adaptiivista optiikkaa [1].

VLT:n tarkan silmän avulla selvisi myös, että Terzan 5 on paljon aiemmin luultua massiivisempi. Tämä viittaa järjestelmän kirjavan koostumuksen ja tähtien monivaiheisen synnyn ohella siihen, että kyseessä voivat olla hajonneen kääpiögalaksin jäänteet. Tämä kääpiögalaksi sulautui osaksi Linnunrataa sen varhaisvaiheessa ja oli osaltaan mukana muodostamassa sen keskuspaksunnosta.

”Tämä voi olla alku sarjalle uusia löydöksiä, jotka antavat lisävalaistusta galaksien keskuspullistumien alkuperään. Aiheesta käydään yhä kiivasta väittelyä, Pullistuman pöly voi kätkeä taakseen useita vastaavanlaisia järjestelmiä. Linnunradan syntyhistoria on kirjoitettu juuri tällaisiin kohteisiin”, Ferraro toteaa.

Lisähuomiot

[1] Ilmakehän väreily samentaa maan pinnalla sijaitsevien teleskooppien havaintoja. Väreily saa tähdet tuikkimaan tavalla, joka ilahduttaa runoilijoita mutta on tähtitieteilijöille turhauttava, koska se tahrii teleskooppikuvien yksityiskohdat. Ongelma on ratkaistavissa adaptiivisen optiikan (AO) avulla. Teleskooppikuvat voidaan sen avulla korjata ilmakehän aiheuttamista vääristymistä tarkkuudeltaan lähes avaruuden olosuhteita vastaaviksi. Adaptiivisen optiikan kyky kompensoida ilmakehän väreilyn aiheuttamia vääristymiä perustuu peilin muodon tietokoneohjattuun säätöön. Järjestelmän laskee hyvin suurella nopeudella (satoja kertoja sekunnissa) reaaliaikaisia optisia korrelaatioita kuvadatasta, joka saadaan vertailutähdestä tulevan valon aaltorintaman vaihetta mittaavasta anturista (erikoiskamerasta). Nykyiset AO-järjestelmät pystyvät korjaamaan ilmakehän väreilyn vaikutuksen vain hyvin pienellä taivaanalueella (yleensä enintään 15 kaarisekuntia). Korjausteho heikkenee hyvin nopeasti vertailutähdestä poispäin siirryttäessä. Asiantuntijat ovat kehittäneet rajoituksen poistamiseksi erilaisia uusia tekniikoita. Yksi niistä on ns. monikonjugaattinen adaptiivinen optiikka (multi-conjugate adaptive optics). MAD-tekniikassa käytetään vertailukohteena yhden sijasta jopa kolmea kirkasta tähteä. Niiden avulla poistetaan ilmakehän väreilyn aiheuttama sameus näkymästä, joka on kolmekymmentä kertaa laajempi kuin aiempien tekniikoiden mahdollistamat näkökentät (ESOn lehdistötiedote 19/07).

Lisätietoa

Hankkeen tutkimustulokset on esitelty Nature-lehden 26.11.2009 julkaistavassa numerossa ilmestyvässä artikkelissa ”The cluster Terzan 5 as a remnant of a primordial building block of the Galactic bulge”, F. R. Ferraro et al.

Tutkimusryhmään kuuluvat Francesco Ferraro, Emanuele Dalessandro, Alessio Mucciarelli ja Barbara Lanzoni (Bolognan yliopiston tähtitieteen laitos, Italia), Giacomo Beccari (ESAn avaruustutkimuksen laitos, Noordwijk, Hollanti), Mike Rich (Kalifornian ylipiston (UCLA) fysiikan ja tähtitieteen laitos, Los Angeles, Yhdysvallat), Livia Origlia, Michele Bellazzini ja Gabriele Cocozza (INAF – Osservatorio Astronomico di Bologna, Italia), Robert T. Rood (Virginian yliopiston tähtitieteen laitos, Charlottesville, Yhdysvallat), Elena Valenti (ESO ja Pontificia Universidad Catolica de Chile, Departamento de Astronomia, Santiago, Chile) ja Scott Ransom (National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, Yhdysvallat).

ESO (European Southern Observatory, Euroopan eteläinen observatorio) on tähtitieteen keskeinen eurooppalainen hallitustenvälinen organisaatio. Se on tuottavuudella mitattuna maailman johtava tähtitieteellinen observatorio. Sen toimintaa tukee 14 maata: Alankomaat, Belgia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekki. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maassa sijaitsevien tutkimusvälineiden kehittämiseen, rakentamiseen ja toimintaan. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä tärkeitä tieteellisiä havaintoja. ESOlla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen ja kansainvälisen yhteistyön edistämisessä. ESOlla on Chilessä kolme huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESOlla on Paranalissa VLT-teleskooppi (Very Large Telescope). Se on maailman kehittynein näkyvän valon aallonpituuksia havainnoiva tähtitieteellinen observatorio. ESO on maailman suurimman tähtitieteen alan projektin, täysin uudenlaisen ALMA-teleskoopin, eurooppalainen yhteistyökumppani. ESO suunnittelee 42-metristä E-ELT-teleskooppia (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope, eurooppalainen erittäin suuri optinen/lähi-infrapuna-alueen teleskooppi), josta tulee maailman suurin tähtitaivasta tarkkaileva silmä.

Linkit

• Tieteellinen artikkeli

Yhteystiedot

Francesco Ferraro
Università di Bologna
Italy
Puh.: +39 (0)5 12 09 57 74
Sähköposti: francesco.ferraro3@unibo.it

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media