eso1313da — Pressemeddelelse

ALMA omkriver historien om Universets stjernef��dsel-boom

Rekordstort fund af fjerne galakser inkluderer den fjerneste opdagelse af vand hidtil publiseret

13. marts 2013

Observationer med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) viser at det kraftigste udbrud af stjernef��dsler i kosmos, fandt sted meget tidligere end hidtil troet. Resultaterne er udgivet i en serie artikler, der udkommer i journalen Nature den 14. marts 2013, og i Astrophysical Journal. Forskningen er det nyeste eksempel p�? de opdagelser, der kommer fra det nye internationale ALMA observatorium, der indvies i dag.

De mest intense udbrud af stjernef��dsler, menes at have fundet sted i det tidlige Univers, i tunge, klare galakser, Disse stjernedannende galakser omdanner store omr�?der af gas og st��v til nye stjerner i et rasende tempo �?' mange hundrede gange hurtigere end i prÁgtige spiralgalakser som vores egen galakse, MÁlkevejen. Ved at kigge langt ud i rummet, p�? galakser s�? fjerne, at deres lys har vÁret milliarder af �?r om at n�? os, kan astronomer observere denne travle periode af Universets ungdom.

�??Des fjernere galaksen er, des lÁngere tilbage i tiden kigger man, s�? ved at m�?le deres afstand kan vi sammensÁtte en tidslinje over hvor voldsomt Universet danner nye stjerner, p�? forskellige stadier af dens 13,7 milliarder �?r lange historie.�?? siger Joaquin Vieira (California Institute of Technology, USA), der har ledet holdet og er hovedforfatter p�? artiklen i journalen Nature.

Det internationale forskerhold opdagede f��rst disse fjerne og g�?defulde stjernedannende galakser med det amerikanske National Science Foundations 10-meter South Pole Telescope (SPT) og brugte derefter ALMA til at zoome ind p�? og udforske stjernernef��dsels-boomet i det unge Univers. De blev overraskede over at se, at mange af de fjerne st��vede stjernedannende galakser, er endnu lÁngere vÁk end forventet. Dette betyder at, i gennemsnit, fandt deres udbrud af stjernef��dsler sted for 12 milliarder �?r siden, da Universet var mindre end 2 milliarder �?r gammelt �?' en milliard �?r tidligere en f��rhen troet.

To af disse galakser, er de fjerneste nogen siden set, af deres slags �?' s�? fjerne at deres lys begyndte deres rejse, da Universet kun var en milliard �?r gammelt. Ydermere er der, i en af disse rekordsÁttere, vand i blandt de fundne molekyler, hvilket g��r det til den fjerneste observation af vand i Universet der er blevet udgivet til dato. � �

Holdet brugte den enest�?ende prÁcision af ALMA, til at fange lys fra 26 af disse galakser i b��lgelÁngder p�? omkring tre millimeter. Lys ved sÁrlige specifikke b��lgelÁngder kan dannes af gasmolekyler i disse galakser, og b��lgelÁngderne strÁkkes af Universets udvidelse over de milliarder af �?r, det tager lyset at n�? os. Ved at m�?le de udstrakte b��lgelÁngder, kan astronomerne beregne hvor lang tid det har taget lyset at n�? os, og placere hver galakse p�? det rigtige tidspunkt i kosmisk historie.

�??ALMAs f��lsomhed og brede b��lgelÁngde-rÁkkevide betyder, at vi kunne tage vores m�?linger p�? kun f�? minutter per galakse �?' omkring 100 gange hurtigere end f��rhen,�?? siger Axel Weiss (Max-Planck-Institute f�?r Radioastronomie i Bonn, Tyskland), der ledede arbejdet med at m�?le afstandene til galakserne. �??F��rhen ville en m�?ling som denne have vÁret en besvÁrlig process med at kombinere data fra b�?de radioteleskoper og teleskoper der observerer i synligt lys.�??

I st��rstedelen af tilfÁldende kunne ALMA alene, identificere afstandene, men for et f�?tal af galakser m�?tte holdet kombinere ALMA data med m�?linger fra andre teleskoper, her iblandt Atacama Pathfinder Experiment (APEX) og ESOs Very Large Telescope [1].

Astronomerne brugte kun en delmÁngde p�? 16 ud af ALMAs samlede 66 kÁmpestore antenner, da observatoriet dengang stadig var under konstruktion, i en h��jde p�? 5000 meter i den fjerntliggende Chajnantor h��jslette i de chilenske Andesbjerge. N�?r ALMA er fÁrdiggjort vil det blive endnu mere f��lsomt, og vil vÁre i stand til at finde endnu svagere galakser. Indtil videre har astronomerne vÁret m�?lrettet de klarere. De udnyttede ogs�? en hjÁlpende h�?nd fra naturens side; gravitationel forst��rrelse, en effekt forudset af Einsteins generelle relativitetsteori, hvor lys fra en fjerntliggende galakse forvrÁnges af den gravitationelle indflydelse af nÁrmere galakser i forgrunden, der virker som linser og f�?r de fjerne kilder til at virke mere klare.

For at forst�? prÁcist hvor meget gravitationel forst��rrelse, g��r de fjerne galakser lysere, lavede holdet skarpere billeder af dem, ved at bruge mange ALMA observationer ved b��lgelÁngder omkring 0,9 millimeter.

�??Disse smukke billeder fra ALMA viser baggrundsgalakserner forvrÁnget til flere halvcirkler af lys, kaldet Einstein-ringe, der omkredser forgrunds galakserne,�?? siger Yashar Hezaveh (McGill University, Mintreal, Canada), der ledede studiet af den gravitationelle forst��rrelse. �??Vi bruger den store mÁngde m��rkt stof, der ligger om galakserne halvvejs ude i Universet som kosmiske teleskoper, for at f�? endnu fjernere galakser til at synes st��rre og lysere.�??

Analyser af forvrÁngningen afsl��rer at nogle af de fjerntliggende stjernedannende galakser, er liges�? lysstÁrke som 40 billioner (40 millioner millioner) Sole, og at den gravitationelle forst��rrelse har forst��rret dem op mod 22 gange.

�??Kun f�? gravitationelt f��rst��rrede galakser var blevet fundet ved disse submillimeter b��lgelÁngder, men nu har SPT og ALMA afsl��ret dusiner af dem.�?? siger Carlos De Breuck (ESO) et af holdets medlemmer. �??Denne type af videnskab, blev f��rhen hovedsageligt gjort ved b��lgelÁngder i synligt lys med Hubble Space Telescope, men vores resultater viser at ALMA er en meget kraftfuld medspiller i dette felt.�??

�??Dette er et godt eksempel p�? hvordan, astronomer fra hele verden, samarbejder om at lave utrolige opdagelser med en top-moderne facilitet,�?? sagde holdmedlemmet Daniel Marrone (University of Arizona, USA). �??Dette er kun begyndelsen for ALMA og for unders��gelsen af stjernedannende galakser. Det nÁste skridt er at studere disse objekter i st��rre detaljer og finde ud af prÁcist hvorfor de danner stjerner i s�?dan et uhyrligt tempo.�??

Noter

[1] Yderligere observationer blev lavet af APEX, VLT, Australia Telescope Compact Arrat (ATCA) og Submillimeter Array (SMA).�

Mere information

Forskningen er beskrevet i artiklen "Dusty starburst galaxies in the early Univser as revealed by gravitational lensing", af J. Vieira et al. i journalen Nature. Arbejdet med at m�?le afstanden til galakserne er beskrevet i artiklen "ALMA redshifts of millimeter-selected galaxies from the STP survey: The redshift distribution of dusty star-forming galaxies", af A. Weiss et al. i Astrophysical Journal. Unders��gelsen af gravitationel forst��rrelse er beskrevet i artiklen "ALMA observations of strongly lensed dusty star-forming galaxies", af Y. Hezaveh et al. i Astrophysical Journal.

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en international astronomifacilitet, er et partnerskab mellem Europa, Nordamerika og �?stasien i samarbejde med Chile. I Europa er ALMA finansieret af det EuropÁiske Syd Observatorium (ESO), i Nordamerika af U.S. National Science Foundation (NSF) i samarbejde med National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC) og i �?stasien af National Institutes of Natural Sciences (NINS) of Japan i samarbejde med Academia Sinica (AS) i Taiwan. Konstruktionen og driften af ALMA ledes i Europa af ESO, i Nordamerika af National Radio Astronomy Observatory (NRAO), der administreres af Associated Universities, Inc. (AUI), og i �?stasien af National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Joint ALMA Observatory (JAO) st�?r for den samlede ledelse og overordnede styring af konstruktionen, ibrugtagningen og driften af ALMA.

ESO er den mest fremtrÁdende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag f��lgende 15 medlemslande: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og �?strig. ESOs aktiviteter er fokuseret p�? design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for at muligg��re vigtige videnskabelige opdagelser inden for astronomi. ESO spiller ogs�? en ledende rolle for at fremme og organisere samarbejdet inden for astronomisk forskning. I Chile driver ESO tre unikke observatorier i verdensklasse: La Silla, Paranal og Chajnantor. P�? Paranal driver ESO Very Large Telescope (VLT), der er verdens mest avancerede astronomiske observatorium til observationer i synligt lys samt to kortlÁgningsteleskoper. VISTA arbejder i infrar��dt lys og er verdens st��rste kortlÁgningsteleskop, mens VLT Survey Telescope (VST) er det st��rste teleskop, der udelukkende er bygget til at kortlÁgge himlen i synligt lys. ESO er den europÁiske partner i et revolutionerede astronomisk teleskop kaldet ALMA, det st��rste igangvÁrende astronomiske projekt. ESO planlÁgger i ��jeblikket et 39 meter optisk/nÁr-infrar��dt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive �??verdens st��rste ��je mod himlen�??.

Links

• Forskningsartikel af J. Vieira et al.
• Forskningsartikel af A. Weiss et al. om arbejdet med at m�?le afstanden til galakserne
• Forskningsartikel af Y. Hezaveh om unders��gelsen af gravitationel forst��rrelse
• Mere om ALMA p�? ESO
• The Joint ALMA Observatory

Kontakter

Tina Ibsen
Tycho Brahe Planetarium
K��benhavn, Danmark
Tel: +45 33 18 19 80
Email: tii@tycho.dk

Axel Weiss
Max-Planck-Institut f�?r Radioastronomie
Bonn, Germany
Tel: +49 228 525 273
Email: aweiss@mpifr-bonn.mpg.de

Joaquin Vieira
California Institute of Technology
USA
Mobil: +1 949 887 5795
Email: vieira@caltech.edu

Yashar Hezaveh
McGill University
Montrÿal, Canada
Tel: +1 514 398 7032
Email: yasharh@physics.mcgill.ca

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei M�?nchen, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Douglas Pierce-Price
ESO, Public Information Officer
Garching bei M�?nchen, Germany
Tel: +49 89 3200 6759
Email: dpiercep@eso.org

Carlos de Breuck
ESO
Garching bei M�?nchen, Germany
Tel: +49 89 3200 6613
Email: cdebreuc@eso.org

Charles E. Blue
National Radio Astronomy Observatory, Public Information Officer
Charlottesville, USA
Tel: +1 434 296 0314
Email: cblue@nrao.edu

Connect with ESO on social media

Dette er en oversÁttelse af ESO pressemeddelelse eso1313 lavet af ESON - et netvÁrk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.