Lehdistötiedote

Galaksinlaajuisia kaikuja menneisyydestä

VLT-havainnot identifioivat hyvin harvinaisen, uudentyyppisen galaksin

5. joulukuuta 2012

Uusi galaksiluokka on identifioitu käyttäen ESO:n VLT-teleskooppia, Gemini South -teleskooppia ja Canada-France-Hawaii -teleskooppia (CFHT). Epätavallisen ulkonäkönsä johdosta lempinimen "vihreä papu -galaksi" saaneet galaksit hohtavat hirviömäisen mustan aukon ympäristön säteilemää voimakasta valoa ja kuuluvat maailmankaikkeuden harvinaisimpiin kohteisiin.

Monilla galakseilla on keskustassaan jättimäinen musta aukko, joka saa ympäristönsä kaasun hohtamaan. Vihreä papu -galaksien tapauksessa ei vain keskusta vaan koko galaksi hohtaa. Nämä uudet havainnot paljastavat suurimat ja kirkkaimmat koskaan löydetyt hohtavat alueet, joiden ajatellaan saavan energiansa galaksin keskustan mustasta aukosta, joka oli aikaisemmin hyvin aktiivinen, mutta on nyt sammumassa.

Etsiessään galaksijoukkoja oli Gemini-observatorion tähtitieteilijä Mischa Schirmer katsonut lukuisia kuvia etäisestä maailmankaikkeudesta, mutta törmätessään yhteen kohteeseen Canada-France-Hawaii -teleskoopilla otetussa kuvassa, ällistyi hän. Se näytti galaksilta, mutta oli kirkkaan vihreä. Se oli erilainen kuin mikään hänen aikaisemmin näkemänsä galaksi — jotakin täysin odottamatonta. Hän haki pikaisesti havaintoaikaa ESO:n VLT-teleskoopilta selvittääkseen, mikä aiheutti epätavallisen vihreän hohteen [1].

"ESO myönsi minulle erityisen havaintoajan hyvin lyhyellä varoitusajalla ja vain muutama päivä sen jälkeen, kun olin lähettänyt havaintoaikahakemukseni, tätä omituista kohdetta havaittiin VLT-teleskoopilla," kertoo Schirmer. "Kymmenen minuuttia sen jälkeen, kun havainnot oli tehty Chilessä, ne olivat tietokoneellani Saksassa. Järjestin pian tutkimustoimintani täysin uusiksi, sillä tuli selväksi, että olin löytänyt jotakin täysin uudenlaista."

Uusi kohde on saanut nimen J224024.1−092748 tai J2240. Se sijaitsee Vesimiehen tähdistössä (Aquarius) ja sen valolta on vienyt 3.7 miljardia vuotta saavuttaa Maapallo.

Havainnon jälkeen Schirmerin tutkimusryhmä kävi läpi lähes miljardi muuta galaksia käsittävän listan [2] ja löysi 16 muuta galaksia, joilla oli samankaltaisia ominaisuuksia. Vahvistukset tehtiin Gemini South -teleskoopilla otetuista havainnoista. Nämä galaksit ovat niin harvinaisia, että niitä on keskimäärin vain yksi jokaisessa avaruuden kuutiossa, jonka sivujen pituus on 1.3 miljardia valovuotta. Tämä uusi galaksien luokka on saanut lempinimen vihreä papu -galaksit, johtuen niiden väristä ja koska ne ovat pintapuolisesti tarkasteltuna samanlaisia, joskin suurempia, kuin vihreä herne -galaksit [3].

Monissa galakseissa keskustan supermassiivista mustaa aukkoa ympäröivä materia säteilee voimakkaasti ja ionisoi ympäröivää kaasua niin, että se hohtaa kirkkaana. Nämä tyypillisten aktiivisten galaksien hohtavat alueet ovat normaalisti pieniä, korkeintaan 10% galaksin läpimitasta. Tutkimusryhmän havainnot osoittivat kuitenkin, että J2240:lla ja muilla sen jälkeen löydetyillä vihreillä pavuilla se on todella valtava, kattaen koko kohteen. Kohteella J2240 on yksi suurimmista ja kirkkaimmista koskaan löydetyistä tällaisista alueista. Ionisoitunut happi hohtaa kirkkaan vihreänä, mikä selittää Schirmerin huomion kiinnittäneen oudon värin.

"Nämä hohtavat alueet ovat loistavia välineitä galaksien fysiikkaa tutkittaessa. On kuin työntäisi lämpömittarin hyvin kaukana olevaan galaksiin," sanoo Schirmer. "Yleensä nämä eivät ole sen enempää suuria kuin kovin kirkkaitakaan ja ne voi nähdä hyvin vain läheisissä galakseissa. Näissä vast'ikään löydetyissä galakseissa alueet ovat niin valtavia ja kirkkaita, että niitä voi tutkia hyvin tarkasti, huolimatta niiden suuresta etäisyydestä."

Tutkimusryhmän jatkoanalyysi havaintoaineistosta paljasti pian toisen arvoituksen. J2240:n keskustassa näyttäisi olevan paljon vähemmän aktiivinen musta aukko kuin hohtavan alueen koosta ja kirkkaudesta oli päätelty. Ryhmä ajattelee, että hohtavat alueet ovat kaikuja menneisyydestä, jolloin keskustan mustat aukot olivat paljon aktiivisempia ja ne hiljalleen himmenevät säteilyn jäänteiden kulkiessa niiden halki avaruuteen [4].

Nämä galaksit viestittävät galaksin hiipuvan keskustan läsnäolosta ja hyvin ohikiitävästä vaiheesta galaksin elämässä. Varhaisen maailmankaikkeuden galaksit olivat paljon aktiivisempia kasvattaen keskustoissaan massiivisia mustia aukkoja, jotka nielaisivat ympäröiviä tähtiä ja kaasua loistaen kirkkaana — helposti sata kertaa kirkkaampana kuin kaikki galaksin tähden yhteenlaskettuina. Kohteessa J2240 nähdyn kaltaiset valokaiut mahdollistavat tähtitieteilijöiden tutkia näiden aktiivisten kohteiden sammumisen prosesseja ymmärtääksemme lisää siitä kuinka, milloin ja miksi ne pysähtyvät, ja miksi me nykyään näemme niin vähän niitä nuorissa galakseissa. Tätä tutkimusryhmä aikoo seuraavaksi tehdä jatkamalla tutkimusta röntgen- ja spektroskopiahavainnoin.

"Jonkin aidosti uuden löytäminen on tähtitieteilijän unelmien täyttymys — jotakin, joka tapahtuu vain kerran elämässä," päättää Schirmer. "Se on hyvin innostavaa!"

Lisähuomiot

[1] Tähtitieteiljät tutkivat kohdetta käyttäen VLT-teleskoopin tehokasta X-shooter -spektrograafia. Jakamalla valon värikomponentteihinsa he saattoivat selvittää hohtavan materian koostumuksen ja miksi se loistaa niin kirkkaasti.

[2] Tutkimus tehtiin käyttäen Sloan Digital Sky Survey -kartoituksen (SDSS) valtavaa aineistoa verkossa.

[3] Vihreä herne -galaksit ovat pieniä, kirkkaita galakseja, joissa on meneillään kiivas tähtienmuodostus. Ne havaittiin ensimmäisen kerran vuonna 2007 Galaxy Zoo -nimisen tähtitieteellisen ryhmitysprojektin osallistujien toimesta. Toisin kuin vihreät pavut, nämä galaksit ovat hyvin pieniä. Oman Linnunrata-galaksimme massa vastaa 200 keskimääräisen vihreä herne -galaksin massaa. Vihreä herne ja vihreä papu -galaksien samankaltaisuus rajoittuu niiden ulkonäköön, sillä suurimmalla osalla niistä ei ole mitään tekemistä keskenään.

[4] Useissa aktiivisissa galakseissa keskustan mustaa aukkoa on vaikea tutkia suuren määrän tomua peittäessä ne näkyvistä. Tarkistaakseen ovatko vihreä papu -galaksit todellakin erilaisia kuin muut galaksit, joiden keskustat ovat piilossa, tähtitieteilijät tarkastelivat jopa hyvin paksut tomupilvet helposti läpäisevillä infrapuna-aallonpituuksilla havaittua havaintoaineistoa. J2240:n ja muiden vihreä papu -galaksien keskusta-alueet osoittautuivat paljon odotettua himmeämmiksi. Tämä tarkoittaa, että aktiivinen keskusta on nyt todella paljon vaisumpi kuin hohtavien alueiden kirkkaus antaisi ymmärtää.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa "A sample of Seyfert-2 galaxies with ultra-luminous galaxy-wide NLRs – Quasar light echos?", joka joka ilmestyy tiedejulkaisussa The Astrophysical Journal.

Tutkimusryhmään kuuluvat M. Schirmer (Gemini Observatory, Chile; Argelander-Institut für Astronomie, Universität Bonn, Saksa), R. Diaz (Gemini Observatory, Chile), K. Holhjem (SOAR Telescope, Chile), N. A. Levenson (Gemini Observatory, Chile) ja C. Winge (Gemini Observatory, Chile).

Euroopan eteläinen observatorio (ESO) viettää vuonna 2012 perustamisensa 50-vuotisjuhlaa. ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 15 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, vallankumouksellisen ALMA-teleskoopin eurooppalainen yhteistyökumppani. Parhaillaan ESO suunnittelee 39-metrin kokoista optisen/lähi-infrapuna-alueen European Extremely Large -teleskooppia (E-ELT) josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Gemini Observatory on kansainvälinen yhteistyöhanke, johon kuuluu kaksi identtistä 8-metristä teleskooppia.  Frederick C. Gillett Gemini -teleskooppi sijaitsee Mauna Kealla, Havaijilla (Gemini North) ja toinen teleskooppi Keski-Chilessä Cerro Pachón -vuorella (Gemini South). Yhdessä kaksoisteleskoopit kattavat täysin taivaan molemmilla pallonpuoliskoilla. Teleskoopeissa käytetään teknologioita, jotka mahdollistavat aktiivisesti ohjattujen, suurten ja suhteellisten ohuiden peilien käyttämisen sekä näkyvän että infrapunasäteilyn taltioimisen avaruudesta.

Gemini Observatory tarjoaa tähtitieteilijäyhteisöille seitsemässä organisaatioon osallistuvassa maassa tämänhetkistä huipputasoa edustavat tähtitieteelliset laitteet, joiden havaintokäyttö jaetaan osallistuvien maiden rahoitusosuuksien mukaisesti. Taloudellisen tuen lisäksi jokainen maa tarjoaa käyttöön myös merkittävät tieteelliset ja tekniset resurssit. Gemini-kumppanuuteen osallistuvat kansalliset tutkimusjärjestöt ovat: yhdysvaltalainen National Science Foundation (NSF); brittiläinen Science and Technology Facilities Council (STFC); kanadalainen National Research Council (NRC); chileläinen Comisión Nacional de Investigación Cientifica y Tecnológica (CONICYT); australialainen Australian Research Council (ARC); argentiinalainen Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva, ja brasilialainen Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação. Observatoriota hallinnoi Association of Universities for Research in Astronomy, Inc. (AURA) yhteistyössä NSF:n kanssa. NSF toimii myös kansainvälisen kumppanuushankkeen toimeenpanevana järjestönä.

Canada-France-Hawaii -teleskooppia (CFHT) hallinoivat kanadalainen National Research Council, ranskalainen Institut National des Sciences de l'Univers of the Centre National de la Recherche Scientifique ja Havaijin yliopisto.

Linkit

• Tutkimusjulkaisu
• Valokuvia VLT-teleskoopista

Yhteystiedot

Mischa Schirmer
Science Fellow, Gemini Observatory
La Serena, Chile
Puh.: +56 (51) 205600
Sähköposti: mschirme@gemini.edu

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

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

Peter Michaud
Gemini Observatory
Puh.: +1 808 974 2510
Sähköposti: pmichaud@gemini.edu

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