Lehdistötiedote

Tähtitieteilijät löysivät varhaisen Linnunradan harvinaisen fossiilisen jäänteen

7. syyskuuta 2016

ESO:n VLT-teleskooppia ja muita teleskooppeja käyttänyt kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä on paljastanut varhaisen Linnunradan fossiilisen jäänteen, jossa on valtavan eri-ikäisiä tähtiä. Tämä tähtijärjestelmä muistuttaa pallomaista tähtijoukkoa, mutta on erilainen kuin yksikään muu tunnettu joukko. Siinä on huomattavan samanlaisia tähtiä kuin Linnunradan vanhimmat tähdet ja se sulkee aukon tiedoissamme galaksimme muinaisuudesta ja nykyisyydestä.

Terzan 5, 19 000 valovuoden etäisyydellä Maasta Linnunradan keskustan suunnassa Jousimiehen tähdistössä (Sagittarius), on löytämisestään lähtien nelisenkymmentä vuotta luetteloitu pallomaiseksi tähtijoukoksi. Nyt italialaisten johtama tähtitieteilijäryhmä on havainnut, että Terzan 5 on erilainen kuin yksikään muu tunnettu pallomainen tähtijoukko.

Ryhmä kartutti havaintoja Multi-conjugate Adaptive Optics Demonstrator -havaintolaitteelta [1], joka on asennettu VLT-teleskooppiin, sekä joukolta muita maan pinnalta havaintoja tekeviä teleskooppeja sekä avaruusteleskooppeja [2]. He saivat vakuuttavia todisteita, että joukossa Terzan 5 on kahdenlaisia erityyppisiä tähtiä, jotka eivät eroa vain sisältämiensä alkuaineiden perusteella vaan niillä on noin seitsemän miljardin vuoden ikäero [3].

Kahden populaation iät viittaavat siihen, että Terzan 5:n tähtienmuodostusprosessi ei ollut jatkuvaa, vaan sitä hallitsi kaksi erillistä tähtienmuodostuksen ryöppyä. "Tämä edellyttää, että Terzan 5:n esi-isällä oli valtava määrä kaasua toiseen tähtisukupolveen ja että se oli varsin massiivinen. Vähintään 100 miljoonaa Auringon massaa," selittää Davide Massari Italian INAF:sta ja alankomaalaisesta Groningenin yliopistosta, yksi tutkimuksen kirjoittajista.

Epätavallisten ominaisuuksiensa johdosta Terzan 5 on yksi parhaista ehdokkaista eläväksi fossiiliksi Linnunradan varhaisilta ajoilta. Nykyiset galaksienmuodostusteoriat olettavat, että valtavat kaasupilvet ja tähdet vuorovaikuttivat muodostaen Linnunradalle alkeellisen keskuspullistuman yhdistyen ja hajaantuen prosessin aikana.

"Oletamme, että joitakin jäänteitä näistä kaasumöykyistä saattoi selvitä suhteellisen koskemattomina ja jatkaa olemassaoloaan galaksimme sisällä," selittää italialaisen Bolognan yliopiston Francesco Ferraro, tutkimuksen pääkirjoittaja. "Tällaisten galaktisten fossiilien ansiosta tähtitieteilijät voivat entisöidä merkittävän osan Linnunradan historiaa."

Siinä missä Terzan 5:n omainaisuudet ovat epätavalliset pallomaiselle tähtijoukolle, ne ovat hyvin samankaltaiset Linnunradan keskusosien tiheästi pakkautuneesta keskuspullistumasta löytyvien tähtipopulaatioiden kanssa. Nämä samankaltaisuudet voivat tehdä Terzan 5:stä galaksin muodostumisen fossiilisen jäänteen edustaen yhtä varhaisimmista Linnunradan rakennusosasista.

Tätä olettamusta vahvistaa alkuperäinen massa, joka Terzan 5:llä on täytynyt olla kahden tähtipopulaation muodostamiseen: vastaavanlainen massa kuin valtavilla kaasumöykyillä, joista galaksin keskuspullistuman oletetaan muodostuneen noin 12 miljardia vuotta sitten. Jotenkin Terzan 5 on selviytynyt hajaantumatta miljardeja vuosia ja se on säilynyt jäänteenä Linnunradan kaukaisesta historiasta.

"Jotkin Terzan 5:n ominaisuudet muistuttavat suuren punasiirtymän tähtiä muodostavien galaksien jättimäisissä möykyissä näkemiämme, mikä antaa ymmärtää, että samankaltaiset kasaantumisprosessit tapahtuivat paikallisessa ja etäisessä maailmankaikkeudessa galaksienmuodostuksen aikakauden aikana," jatkaa Ferraro.

Tämä havainto tasoittaa tietä galaksien kasaantumisen paremmalle ja täydellisemmälle ymmärtämiselle. "Terzan 5 saattaa edustaa kiehtovaa linkkiä paikallisen ja kaukaisen maailmankaikkeuden välillä - galaksin keskuspullistuman muodostumisprosessin jäljelläolevaa todistajaa," selittää Ferraro kommentoidessaan löydön tärkeyttä. Tutkimus edustaa mahdollista väylää tähtitieteilijöille selvittää galaksien muodostuksen arvoituksia ja tarjoaa vertaansa vailla olevan näkymän Linnunradan monimutkaiseen historiaan.

Lisähuomiot

[1] MAD (Multi-Conjugate Adaptive Optics Demonstrator) on multikonjugaattinen adaptiivisen optiikan järjestelmä, joka pyrkii osoittamaan erilaisten MCAO-rekonstruointitekniikoiden toteututtavuuden E-ELT -teleskoopin konseptin ja VLT-teleskoopin toisen sukupolven havaintolaitteiden puitteissa.

[2] Tutkijat käyttivät myös NASA:n ja ESA:n Hubble-avaruusteleskoopin Wide Field Camera 3 -kameran ja W. M. Keck -observatorion toisen sukupolven lähi-infrapuna-aallonpituusalueen kameran NIRC2 havaintoja.

[3] Kahden havaitun tähtipopulaation iät ovat vastaavasti 12 miljardia vuotta ja 4.5 miljardia vuotta.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa "The age of the young bulge-like population in the stellar system Terzan 5: linking the Galactic bulge to the high-z Universe”, jonka kirjoittivat F. R. Ferraro et al. Julkaisu ilmestyy julkaisusarjassa Astrophysical Journal.

Tutkimusryhmään kuuluvat F. R. Ferraro (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Bologna, Italia) , D. Massari (INAF - Osservatorio Astronomico di Bologna, Italia & Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Alankomaat), E. Dalessandro (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Bologna, Italia; INAF - Osservatorio Astronomico di Bologna, Italia) , B. Lanzoni (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Bologna, Italia), L. Origlia (INAF - Osservatorio Astronomico di Bologna, Italia; Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Alankomaat), R. M. Rich (Department of Physics and Astronomy, University of California, Los Angeles, USA) ja A. Mucciarelli (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Bologna, Italia).

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 16 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Puola, 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 yksi maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, ALMA-teleskoopin pääyhteistyökumppaneista. Lähellä Paranalia sijaitsevalla Cerro Armazonesilla ESO rakentaa 39-metrin kokoista E-ELT -teleskooppia (European Extremely Large Telescope), josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Linkki tutkimusjulkaisuun
• Linkki Hubblen lehdistötiedotteeseen
• Valokuvia VLT-teleskoopista

Yhteystiedot

Francesco Ferraro
Università degli Studi di Bologna
Bologna, Italy
Puh.: +39 051 20 9 5774
Sähköposti: francesco.ferraro3@unibo.it

Davide Massari
INAF - Osservatorio Astronomico di Bologna
Bologna, Italy
Puh.: +51 2095318
Sähköposti: davide.massari@oabo.inaf.it

Richard Hook
ESO Public Information Officer
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