Pressmeddelande

ESO:s VLT upptäcker oväntade, lysande halor runt avlägsna kvasarer

26 oktober 2016

Ett internationellt forskarlag har upptäckt att lysande moln av gas som omger kvasarer – avlägsna och aktiva galaxer – är mycket mer vanligt förekommande än man väntat sig. I en unik kartläggning har många kvasarer med varsin lysande halo hittats av instrumentet MUSE som sitter på ESO:s Very Large Telescope. Halornas egenskaper skiljer sig dessutom avsevärt från vad man skulle vänta sig enligt dagens teorier om hur galaxer bildades i det unga universum.

Bakom upptäckten står ett internationellt forskarlag som leds av astronomer vid den tekniska högskolan ETH i Zürich, Schweiz. De använde det unikt kraftfulla instrumentet MUSE på Very Large Telescope (VLT) vid ESO:s Paranalobservatorium för att studera gasen omkring avlägsna, aktiva galaxer som är så långt bort att de syns som de var mindre än två miljarder år efter Stora smällen. I var och en av dessa galaxer, som kallas kvasarer, finns i mitten ett supermassivt svart hål som slukar stjärnor, gas och annat material i en extremt hög takt. Galaxens kärna sänder i sin tur ut enorma mängder av strålning. Sådana kvasarer är de mest ljusstarka och aktiva objekten i universum.

I studien ingick 19 kvasarer som valts ut bland de ljusaste som kan observeras med MUSE. Tidigare studier har visat att omkring en av tio kvasarer är omgiven av en halo av gas som sträcker sig uppemot 300 000 ljusår ut från kvasarens centrum, ut i trakterna mellan galaxerna som kallas det intergalaktiska mediet. Denna nya studie bjöd dock på en överraskning. Stora halor upptäcktes runt alla 19 kvasarer som man observerade – långt fler än vad man skulle väntat sig utifrån den den tidigare statistiken. Teamet misstänker att detta beror på den enorma ökningen i känslighet som MUSE ger jämfört med tidigare instrument, men ytterligare observationer behövs för att avgöra om så är fallet.

Elena Borisova vid ETH Zürich är förstaförfattare till studien.

– Det är fortfarande för tidigt att säga om detta är på grund av vår nya observationsmetod eller om det är något egendomligt med kvasarerna i vårt urval. Vi har alltså fortfarande en hel del kvar att lära oss. Vi är alldeles i början av en nya tid av upptäcker, säger hon.

Det ursprungliga målet med studien var att analysera universums storskaliga gasreserver. De väntas ingå i en struktur som ibland kallas för den kosmiska väven, där kvasarer utgör ljusa knutpunkter [1]. Då gasen i väven är vanligtvis ytterst svår att upptäckta, ger de upplysta halorna en sällsynt möjlighet för forskare att studera gasen som ingår i kosmos storskaliga bygge.

Hos de 19 kvasarerna fanns ytterligare en överraskning för forskarna. Varje omgivande halo består av relativt sval intergalaktisk gas, med temperatur på bara omkring 10 000 grader Celsius. Detta är i stark kontrast med dagens bästa modeller för hur galaxer bildas och utvecklas, i vilka galaxerna väntas vara omgivna av gas med temperaturer på mer än en miljon grader.

Upptäckten visar upp instrumentets stora potential för att observera liknande fenomen [2].

Medförfattaren Sebastiano Cantalupo är exalterad över det nya instrumentet och möjligheterna det medför.

– Vi har utnyttjat MUSE:s unika färdigheter i denna studie, som också att kommer bana vägen för framtida kartläggningar. Kombinerat med en ny generation av teoretiska och numeriska modeller kommer denna strategi att fortsätta att ge oss nya inblickar i hur den kosmiska strukturen bildades och hur galaxer utvecklas, säger han.

Noter

[1] Den kosmiska väven utgör universums mest storskaliga struktur. Den består av smala filament av material som skapades i big bang (mestadels vät- och heliumgas) samt mörk materia. Dessa filament sträcker sig över rymdens avgrund och förbinder galaxerna. Materialet i väven som faller in i galaxerna kan bli föda som driver deras tillväxt och utveckling.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i artikeln “Ubiquitous giant Lyα nebulae around the brightest quasars at z ~ 3.5 revealed with MUSE” som publiceras i tidsskriften Astrophysical Journal.

Forskarlaget består av Elena Borisova, Sebastiano Cantalupo, Simon J. Lilly, Raffaella A. Marino och Sofia G. Gallego (Institutet för astronomi, ETH Zürich, Schweiz), Roland Bacon och Jeremy Blaizot (Lyons universitet, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Saint-Genis-Laval, Frankrike), Nicolas Bouché (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Toulouse, Frankrike), Jarle Brinchmann (Leidenobservatoriet, Leiden, Nederländerna; Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Porto, Portugal), C Marcella Carollo (Institutet för astronomi, ETH Zürich, Schweiz), Joseph Caruana (Institutionen för fysik, Maltas universitet, Msida, Malta; Institutet för rymdvetenskap och astronomi, Maltas universitet, Malta), Hayley Finley (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Toulouse, Frankrike), Edmund C. Herenz (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Tyskland), Johan Richard (Lyons universitet, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Saint-Genis-Laval, Frankrike), Joop Schaye och Lorrie A. Straka (Leidenobservatoriet, Leiden, Nederländerna), Monica L. Turner (MIT-Kavli Center for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, USA), Tanya Urrutia (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Tyskland), Anne Verhamme (Lyons universitet, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Saint-Genis-Laval, Frankrike) och Lutz Wisotzki (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Tyskland).

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 16 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Polen, 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 arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det europeiska extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartikeln

• Bilder på VLT

Kontakter

Elena Borisova
ETH Zurich
Switzerland
Tel: +41 44 633 77 09
E-post: borisova@phys.ethz.ch

Sebastiano Cantalupo
ETH Zurich
Switzerland
Tel: +41 44 633 70 57
E-post: cantalupo@phys.ethz.ch

Mathias Jäger
Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 176 62397500
E-post: mjaeger@partner.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 eso1638 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.