Pressmeddelande

Nedläggningshotad stjärnfabrik?

ALMA ger nya ledtrådar i gåtan om de saknade stora galaxerna

24 juli 2013

Nya observationer med teleskopet ALMA i Chile visar upp gigantiska utflöden av molekylrik gas från den närliggande Bildhuggargalaxen. De dramatiska bilderna kan förklara varför mycket stora galaxer är sällsynta i universum och ger astronomer den bästa bilden hittills av en dramatisk process: gas slängs ut från områden där en galax bildar nya stjärnor, och därmed berövas nya generationer stjärnor på det bränsle de skulle behöva för att bildas och växa. Studien publiceras i tidskriften Nature den 25 juli 2013.

Galaxer, familjer av hundratals miljarder stjärnor var, är kosmos byggstenar. Vår egen Vintergata är ett exempel. Ett av de viktiga målen i dagens astronomiska forskning är att förstå hur galaxer växer och utvecklas, och där är stjärnbildning en viktig fråga: vad bestämmer hur många nya stjärnor som kommer bildas i en galax?  

Bildhuggargalaxen, också känd som NGC 253, är en spiralgalax som ligger i den södra stjärnbilden Bildhuggaren. Den ligger ungefär 11,5 miljoner ljusår från oss och räknas därför som en av våra närmaste grannar. Den är också den närmaste så kallade starburstgalaxen [1] som kan ses från södra halvklotet på jorden. Nu har astronomer med hjälp av ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) har upptäckt gigantiska pelare av tät gas som rör sig bort från mitten av galaxens skiva.

Alberto Bolatto vid University of Maryland i USA är förste författare till forskningsartikeln:

– ALMA:s fantastiska upplösning och känslighet gör att vi för första gången kan se massiva förtätningar av kall gas som slängs bort från expanderande skal som i sin tur bildats tack vare det stora trycket från unga stjärnor. Mängden gas som vi mätt upp ger oss bra bevis på att vissa galaxer spyr ut mer gas än de tar in. Här kanske vi ser ett exempel från dagens universum av händelser som var vanliga när universum var ungt.

Forskningsresultaten kan hjälpa att förklara varför astronomer tidigare har hittat så få riktiga galaktiska tungviktare i universum. Datormodeller visar att äldre (och därmed rödare) galaxer borde ha betydligt mer massa och innehålla fler stjärnor än vi observerar. Galaxvindar eller gasutflöden tycks kunna vara så starka att de berövar galaxerna på det bränsle de behöver för att bilda nästa generation stjärnor [2].

Fabian Walter, vetenskaplig projektledare vid Max Planck-institutet för astronomi i Heidelberg, Tyskland, är medförfattare till artikeln.

– Förtätningarna som vi ser bildar en båge som ligger nästan precis vid kanterna på ett utflöde av het, joniserad gas som tidigare observerats. Nu kan vi se, steg för steg, hur ivrig stjärnbildning blir till ett utflöde, påpekar han.

Forskarna uppskattar att mycket stora mängder molekylär gas – nästan tio gånger vår sols massa varje år och möjligen mycket mer – slungas ut från galaxen med hastigheter mellan 150 000 och 1 000 000 kilometer i timmen [3]. Den totala mängden av gas som slungats ut är större än den mängd gas som går åt för galaxen att bilda stjärnor under samma tid. I denna takt skulle galaxens bränsle till nya stjärnor ta slut inom en så kort tid som 60 miljoner år.

– För mig är det här ett perfekt exempel på hur nya instrument formar astronomins framtid. I nästan tio år har vi studerat områdena där nya stjärnor bildas i NGC 253 och i andra starburst-galaxer. Men innan ALMA hade vi inte någon chans att se så många detaljer, säger Walter.

Forskarna använde en tidig konfiguration av ALMA-teleskopet med bara 16 anternner.

– Det är spännande att fundera på vad det färdigbyggda ALMA med sina 66 antenner kommer att visa för ett sådant utflöde!, lägger Walter till.

Vidare studier som utnyttjar det färdigbyggda ALMA kommer att bestämma den slutgiltiga ödet för gasen som förs bort av vinden. Då avslöjas om starburst-vindarna bara återvinnar stoffet som stjärnor bildas av – eller om de tar bort det för gott.

Noter

[1] Så kallade starburst-galaxer är sådana där nya stjärnor bildas i ovanligt hög takt. Då NGC 253 är ett av de mest närliggande exempel på dessa extrema objekt är galaxen ett utmärkt mål för studier av hur en galax påverkas av sådan frenetisk tillväxt. 

[2] Enligt tidigare observationer strömmar hetare, men inte lika tät, gas ut från stjärnfabrikerna i NGC 253. Detta utflöde skulle inte ensam kunna ha någon avgörande påverkan på galaxens öde och dess förmåga att fortsätta skapa nya generationer av stjärnor. De nya mätningar med ALMA visar hur tätare gas får en skjuts från bildandet av nya stjärnor och därefter sveps med ut mot galaxens halo, tillsammans med den tunna, heta gasen. 

[3] Gasens hastighet är hög men kanske ändå inte räcker för att gasen ska helt lämna galaxen. Den kan komma att ligga kvar i galaxens halo i många miljoner år för att så småningom åter regna ner mot dess skiva och därmed orsaka nya omgångar av stjärnbildning.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i en artikel, “The Starburst-Driven Molecular Wind in NGC 253 and the Suppression of Star Formation”, av Alberto D. Bolatto m. fl., som publiceras i Nature den 25 juli 2013.

Forskarteamet består av A. D. Bolatto (Institutionen för astronomi, Laboratory for Millimeter-wave Astronomy, och Joint Space Institute, University of Maryland, USA), S. R. Warren (Marylanduniversitet, USA), A. K. Leroy (Nationella radioastronomiska observatoriet, Charlottesville, USA), F. Walter (Max-Planck-institutet för astronomi, Heidelberg, Tyskland), S. Veilleux (Marylanduniversitet), E. C. Ostriker (Institutionen för astrofysiska vetenskaper, Princeton University, USA), J. Ott (Nationella radioastronomiska observatoriet, New Mexico, USA), M. Zwaan (Europeiska sydobservatoriet, Garching, Tyskland), D. B. Fisher (Marylanduniversitet), A. Weiss (Max-Planck-Institutet för radioastronomi, Bonn, Tyskland), E. Rosolowsky (Institutionen för fysik, University of Alberta, Kanada) samt J. Hodge (Max-Planck-Institutet för astronomi, Heidelberg, Tyskland).

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 15 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop: VISTA, som observerar infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop, samt VST, det största teleskopet som konstruerats för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO bidrar dessutom till ALMA, ett revolutionerande astronomiskt teleskop och världens hittills största astronomiska projekt. ESO planerar för närvarande bygget av det europeiska extremt stora 39 metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartikeln
• Mer om ALMA
• Bilder på ALMA
• Pressrelease hos NRAO
• Pressrelease hos MPIA

Kontakter

Alberto Bolatto
University of Maryland
USA
Tel: +49 6221 528 493
E-post: bolatto@astro.umd.edu

Martin Zwaan
ESO
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6834
E-post: mzwaan@eso.org

Fabian Walter
Max-Planck Institut für Astronomie
Heidelberg, Germany
Tel: +49 6221 528 225
E-post: walter@mpia.de

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1334 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.