Pressemeddelelse

Da monstrene var nyfødte

De tidligste kæmpegalakser spottet af VISTA

18. november 2015

En flok massive galakser har gemt sig siden Universet var baby, men nu har ESOs VISTA survey teleskop fundet dem. Nu ved astronomerne for første gang præcis hvornår disse monstergalakser dukkede op for første gang.

Blot det at tælle antallet af galakser i et område på himlen er en måde, hvorpå man kan teste astronomernes teorier om galaksedannelse og -udvikling. Men selv noget så simpelt som at tælle bliver sværere og sværere efterhånden som forskerne prøver at få styr på stadigt fjernere og svagere galakser. Det bliver endnu mere indviklet fordi de klareste galakser, som selvfølgelig er de letteste at observere, og som er de tungeste i Universet, bliver sjældnere efterhånden som astronomerne ser længere og længere tilbage i Universets fortid - og de meget hyppigere svage galakser er endnu sværere at finde.

Et hold astronomer under ledelse af Karina Caputi fra Kapteyn Astronomical Institute ved University of Groningen, har nu fundet en mængde fjerne galakser, som tidligere har dukket sig. Holdet brugte billeder fra oversigtsprojektet UltraVISTA, som er et af seks forskningsprojekter, hvor data fra VISTA bruges til at gennemse himlen i nærinfrarøde bølgelængder. De optalte svage galakser fra den gang, da Universet var imellem 0,75 og 2,1 milliarder år gammelt.

UltraVISTA har undersøgt den samme plet på himlen, med en størrelses næsten fire gange fuldmånens, siden december 2009. Det er det største område af himlen, som nogensinde er blevet undersøgt til denne nøjagtighed i infrarødt lys. Forskerholdet kombinerede UltraVISTA observationerne med observationer fra NASA Spitzer Space Telescope, som ser ud i rummet i endnu længere bølgelængder i det midt-infrarøde område[1].

"Vi fandt 574 nye tunge galakser, og det er den største gruppe skjulte galakser fra det tidlige univers, som nogensinde er studeret", forkalrer Karina Caputi. "Med studiet af dem kan vi besvare et simpelt, men vigtigt spørgsmål: Hvornår opstod de første tunge galakser?"

Observationerne i de nærinfrarøde område gjorde det muligt for astronomerne at se objekter, som både er gemt bag kosmisk støv og som er meget fjerne[2], og de er dannet, da Universet var ganske nyfødt.

Forskerne opdagede, at  antallet af disse galakser eksploderede i løbet af meget kort tid. En stor del af de tunge galakser, som vi nu ser omkring os[3] var allerede dannet blot tre milliarder år efter Big Bang.

"Der var intet spor af disse tunge galakser før omkring een milliard år efter Big Bang, så vi er ret sikre på, at de første af dem faktisk blev dannet på dette tidspunkt," slutter Henry Joy McCracken, som er medforfatter på artiklen(4).

Ud over det nævnte opdagede astronomerne, at tunge galakser er meget hyppigere end tidligere antaget. De galakser, som indtil nu har gemt sig, udgør omkring halvdelen af det totale antal tunge galakser, som var dannet, da Universet var imellem 1,1 og 1,5 milliarder år gammelt[5]. De nye resultater er dog i modstrid med de nuværende teorier for, hvordan galakserne udviklede sig i det tidlige Univers. De teorier forudsiger intet om, at der skulle gemme sig monstergalakser nogen steder på dette tidlige tidsrum.

Endnu mere indviklet bliver det hvis tunge galakser indeholder mere støv end forventet i det tidlige Univers, for så vil selv UltraVISTA ikke kunne finde dem. I så fald må vi formentlig helt reformere teorierne om, hvordan galakserne blev dannet i det tidlige Univers.

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) vil også bliver brugt til at søge efter disse anderledes støvede galakser. Hvis de faktisk eksisterer, bliver de også et af hovedmålene for ESOs kommende 39-m teleskop, European Extremely Large Telescope (E-ELT). Med det teleskop vil det blive muligt at studere nogle af de allerførste galakser i detaljer.

Noter

[1] ESOs VISTAteleskop observerede i nærinfrarødt i området 0.88–2.15 μm og Spitzer arbejdede i melleminfrarødt ved bølgelængder imellem 3.6 og 4.5 μm.

[2] Udvidelsen af rummet betyder, at jo fjernere en galakse er, des hurtigere ser den ud til at fjerne sig fra os på Jorden. Det betyder, at lyset fra disse fjerne objekter bliver ændret imod de rødere dele af spektret, og dermed bliver det nødvendigt at observere objekterne i de nære eller mellemste infrarøde bølgelængder, fordi de slet ikke vil være observerbare i det, vi kalder synligt lys.

[3] I denne forbindelse betyder "tunge" at de vejer mere end 50 milliarder gang mere end Solen. Mælkevejens samlede mængde stjerner svarer nogenlunde til dette tal.

[4] Forskerne fandt intet tegn på at der findes tunge galakser på den anden side af en rødforskydning på 6, hvilket svarer til aldre på omkring 0,9 milliarder år efter Big Bang.

[5] Det svarer til rødforskydninger på imellem z=5 og z=4.

Mere information

Forskningsresultaterne er offentliggjorte i en artikel med titlen “Spitzer Bright, UltraVISTA Faint Sources in COSMOS: The Contribution to the Overall Population of Massive Galaxies at z = 3-7”, af K. Caputi et al., i tidsskriftet Astrophysical Journal.

Holdet består af Karina I. Caputi (Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Nederlandene), Olivier Ilbert (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Aix-Marseille University, Frankrig), Clotilde Laigle (Institut d'Astrophysique de Paris, Frankrig), Henry J. McCracken (Institut d'Astrophysique de Paris, Frankrig), Olivier Le Fèvre (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Aix-Marseille University, Frankrig), Johan Fynbo (Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institute, København), Bo Milvang-Jensen (Dark Cosmology Centre), Peter Capak (NASA/JPL Spitzer Science Centre, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA), Mara Salvato (Max-Planck Institute for Extragalactic Physics, Garching, Tyskland) and Yoshiaki Taniguchi (Research Center for Space and Cosmic Evolution, Ehime University, Japan).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Brazilien, Danmark, Finland, Frankrig, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har focus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. ESO er en af de største partnere i ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges E-ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

 

Links

• Originalartiklen i Astrophysical Journal
• Fotos af VISTA
• VISTA Public Surveys

Kontakter

Karina I. Caputi
Kapteyn Astronomical Institute – University of Groningen
The Netherlands
E-mail: karina@astro.rug.nl

Henry J. McCracken
Institut d'Astrophysique de Paris
France
E-mail: hjmcc@iap.fr

Bo Milvang-Jensen
Dark Cosmology Center – University of Copenhagen
Denmark
E-mail: milvang@dark-cosmology.dk

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

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1545 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.