Lehdistötiedote

Etäinen valonheitin paljasti ruokailevan galaksin

ESO:n VLT-teleskooppi luotaa galaksien kasvua

4. heinäkuuta 2013

ESO:n VLT-teleskooppia käyttävät tähtitieteilijät ovat havainneet ympäröivää kaasua ahnaasti syövän etäisen galaksin. Kaasun nähdään syöksyvän sisään kohti galaksia muodostaen virtauksen, joka sekä ruokkii tähtienmuodostusta että kiihdyttää galaksin pyörimistä. Tämä on tähän mennessä paras suora, havaintoihin perustuva todiste, joka tukee teoriaa, että galaksit vetävät puoleensa ja ahmivat ympäröivää materiaa kasvaakseen ja muodostaakseen tähtiä. Tulokset ilmestyvät julkaisusarjassa Science 5. heinäkuuta 2013.

Tähtitieteilijät ovat aina epäilleet, että galaksit kasvavat vetämällä puoleensa materiaalia ympäristöstään, mutta tämä prosessi on osoittautunut vaikeaksi havaita suoraan. Nyt ESO:n VLT-teleskooppia on käytetty tutkimaan hyvin harvinaista etäisen galaksin [1] ja vielä etäisemmän kvasaarin asettumista suoraan linjaan. Kvasaarit ovat galaksien erittäin kirkkaita keskustoja, joiden energianlähteenä toimivat supermassiiviset mustat aukot. Kvasaarin valo kulkee etualan galaksia ympäröivän materian halki ennen saapumistaan Maapallolle, mistä syystä on mahdollista tutkia yksityiskohtaisesti galaksia ympäröivän kaasun ominaisuuksia [2]. Nämä uudet tulokset antavat tähän mennessä parhaan kuvan ruokailevasta galaksista.

"Tämänkaltainen suoraan linjaan asettuminen on hyvin harvinainen ilmiö ja se on mahdollistanut meidän tehdä ainutkertaisia havaintoja," selittää uuden tutkimusjulkaisun pääkirjoittaja Nicolas Bouché Toulousen astrofysiikan ja planetologian tutkimusinstituutista (IRAP), Ranskassa. "Me pystyimme käyttämään ESO:n VLT-teleskooppia tähyilläksemme sekä itse galaksia että sitä ympäröivää kaasua. Tämä tarkoittaa, että pystyimme käymään käsiksi galaksien muodostuksen tärkeään ongelmaan: kuinka galaksit kasvavat ja ruokkivat tähtienmuodostusta."

Galaksit käyttävät nopeasti loppuun kaasuvarastonsa tehdessään uusia tähtiä ja siten niiden täytyy jotenkin saada jatkuvasti tuoretta kaasua jatkaakseen. Tähtitieteilijät epäilivät, että tämän ongelman ratkaisu piilee viileän kaasun keräämisessä ympäristöstä galaksin gravitaatiovetovoiman ansiosta. Tässä skenaariossa galaksi vetää sisäänpäin kaasua, joka sitten kiertää galaksin ympäri sen mukana ennen syöksymistään sisään. Vaikka joitakin todisteita tällaisesta keräytymisestä on havaittu galakseissa aikaisemmin, kaasun liikkeitä ja muita ominaisuuksia ei ollut täysin tutkittu ennen kuin nyt.

Tähtitieteilijät käyttivät kahta havaintolaitetta, jotka tunnetaan nimillä SINFONI ja UVES [3]. Molemmat ovat Pohjois-Chilessä sijaitsevan ESO:n Paranalin observatorion VLT-teleskoopin havaintolaitteita. Uudet havainnot osoittivat kuinka kuinka itse galaksi pyörii ja paljastivat galaksin ulkopuolella olevan kaasun koostumuksen ja liikkeet.

"Tämän valtavan, ympäröivän kaasun tilavuuden ominaisuudet olivat täsmälleen, mitä odotamme havaitsevamme, jos galaksi vetää puoleensa kylmää kaasua," sanoi yksi julkaisun kirjoittajista, Michael Murphy (Swinburne University of Technology, Melbourne, Australia). "Kaasu liikkuu kuten on oletettu. Sitä on jokseenkin oletettu määrä ja sillä on oikea koostumus istuakseen malleihin täydellisesti. Tilanne muistuttaa eläintarhan leijonien ruokintaa — tällä nimenomaisella galaksilla on kyltymätön ruokahalu ja olemme havainneet kuinka se ruokkii itseään kasvaakseen niin nopeasti."

Tähtitieteilijät ovat jo löytäneet todisteita galakseja ympäröivästä materiasta varhaisessa maailmankaikkeudessa, mutta tämä on ensimmäinen kerta, kun he ovat pystyneet osoittamaan selvästi, että materia liikkuu sisään- eikä ulospäin ja myös määrittämään tämän tuoreen, tulevaisuuden tähtisukupolvien polttoaineen koostumuksen. Jos kvasaarin valo ei toimisi luotaimena, tätä ympäröivää kaasua ei voitaisi havaita.

"Tässä tapauksessa olimme onnekkaita, että kvasaari sattui olemaan juuri oikeassa paikassa, jotta sen valo kulkee sisäänsyöksyvän kaasun läpi. Seuraava, erittäin suurten teleskooppien sukupolvi tekee mahdolliseksi tutkia useita näkösäteitä galaksia kohden ja tarjoaa paljon täydellisemmän näkymän," päättää yksi julkaisun kirjoittajista, Crystal Martin (University of California Santa Barbara, USA).

Lisähuomiot

[1] Tämä galaksi löydettiin SIMPLE:ksi (SINFONI Mg II Program for Line Emitters) kutsutussa vuoden 2012 punasiirtymän z ~ 2 SINFONI-kartoituksessa. Taustan kvasaaria kutsutaan nimellä HE 2243-60 ja galaksi itsessään sijaitsee punasiirtymällä 2.3285, mikä merkitsee sitä, että näemme se sellaisena kuin se oli maailmankaikkeuden ollessa vain noin kaksi miljardia vuotta vanha.

[2] Kun kvasaarin valo kulkee kaasupilvien läpi jotkin aallonpituudet absorboituvat kaasuun. Näiden absorptiosormenjälkien kuviot voivat kertoa tähtitieteilijöille paljon kaasun liikkeistä ja kemiallisesta koostumuksesta. Ilman taustan kvasaaria olisi saatu paljon vähemmän tietoja - kaasupilvet eivät loista ja ovat näkymättömiä normaaleissa kuvissa.

[3] SINFONI tulee englanninkielisestä nimestä Spectrograph for INtegral Field Observations in the Near Infrared, kun taas UVES tulee nimestä Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph. Molemmat ovat VLT-teleskoopin havaintolaitteita. SINFONI paljasti kaasun liikkeet galaksissa ja UVES kaasun vaikutukset galaksin ympärillä kaukaisemmasta kvasaarista tulevan valon avulla.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa “Signatures of Cool Gas Fueling a Star-Forming Galaxy at Redshift 2.3”, joka ilmestyy julkaisusarjassa Science 5. heinäkuuta 2013.

Tutkimusryhmään kuuluvat N. Bouché (CNRS; IRAP, Ranska), M. T. Murphy (Swinburne University of Technology, Melbourne, Australia), G. G. Kacprzak (Swinburne University of Technology, Australia; Australian Research Council Super Science Fellow), C. Péroux (Aix Marseille University, CNRS, Ranska), T. Contini (CNRS; Toulousen Paul Sabatier -yliopisto, Ranska), C. L. Martin (University of California Santa Barbara, USA), M. Dessauges-Zavadsky (Geneven observatorio, Sveitsi).

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”.

Linkit

• Valokuvia VLT-teleskoopista

Yhteystiedot

Nicolas Bouché
Observatoire Midi-Pyrénées–IRAP
Toulouse, France
Puh.: +33 5 61 33 27 87
Matkapuhelin: +33 7 51 51 46 83
Sähköposti: Nicolas.Bouche@irap.omp.eu

Michael Murphy
Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology
Melbourne, Australia
Puh.: +61 3 9214 5818
Matkapuhelin: +61 405 214 461
Sähköposti: mmurphy@swin.edu.au

Richard Hook
ESO education and Public Outreach Department
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@eso.org

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