Pressemeddelelse

Galakserne dør ud, når de ikke længere kan danne nye stjerner, viser ALMA

Forsker fra DTU bidrager til spændende opdagelse om fjerne galakser

11. januar 2021

Når stjernedannelsen klinger ud, begynder galakserne at "dø", men indtil for nyligt har astronomerne aldrig med sikkerhed kunnet se starten på den proces i en fjern galakse. Det er sket nu, med hjælp fra Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), som European Southern Observatory er partner i. En galakse er observeret i færd med at udsende næsten halvdelen af den gas, som den kunne have brugt til at danne stjerner. Det sker med voldsom fart - hvad der svarer til massen af 10 000 Sole om året. Forskerholdet bag en ny artikel mener, at denne iøjnefaldende hændelse er igangsat af en kollision med en anden galakse, og den nye opdagelse får måske astronomerne til at genoverveje, hvordan man skal forestille sig, at galaksernes stjernedannelse holder op.

 

"Det her er første gang, vi har observeret en typisk stor galakse med stjernedannelse i det tidlige Univers, som er i færd med at "dø ud", fordi den udsender store mængder af kold gas," siger Annagrazia Puglisi, som er ledende forsker i det nye arbejde, og som er fra Durham University, UK og fra Saclay Nuclear Research Centre (CEA-Saclay) i Frankrig. Galaksen, med betegnelsen ID2299 er så langt væk, at dens lys har brugt 9 milliarder år på at nå frem til os, så vi ser den, da Universet kun var 4,5 milliarder år gammelt.

Udsendelsen af gasser sker i en mængde, som svarer til 10 000 gange Solens masse pr år, og derved fjernes hele 46% af de kolde gasser fra ID2299. Galaksen er på samme tid i færd med at danne stjerner i store mængder, og hundreder af gange hurtigere end det sker i vores Mælkevej. Derfor vil den tilbageværende gasmængde hurtigt blive brugt op, så ID2299 lukker ned om bare nogle få gange ti millioner år.

Forskerholdet mener, at det, som er årsagen til det store massetab er en kollision imellem to galakser, som i den sidste ende smeltede sammen og dannede ID2299. Det svage spor, som ledte forskerne i retning af den forklaring er, at den gas, som udslynges er en tidevandshale ("tidal tail" på engelsk - det har intet med vand at gøre! o.a.). Disse tidevandshaler er udtrukne strømme af stjerner og gasarter, som rækker ud i det intergalaktiske rum. De dannes, når to galakser smelter sammen, og normalt er de for svage til at kunne ses ved de fjerne galakser. I dette tilfælde har forskerne haft held til at se fænomenet på et tidspunkt, hvor det er under dannelse, og dermed har de kunnet identificere det som sådan en tidevandshale.

De fleste astronomer mener, at kombinationen af stjernevinde, som opstår under stjernedannelsen og aktiviteterne omkring sorte huller i centeret af tunge galakser er årsagen til, at der udkastes stof, som kunne have været brugt til stjernedannelse fra galakser, så de derved mister muligheden for at danne nye stjerner. Den nye undersøgelse, som offentliggøres i dag i Nature Astronomy, antyder, at også sammenstød imellem galakser kan være årsag til, at brændstoffet til stjernedannelsen i stedet slynges ud i rummet.

"Vores arbejde tyder på, at gasstrømme kan dannes under galaksesammenstød, og at stjernevinde og tidevandshaler kan se meget ens ud," siger medforfatter Emanuele Daddi fra CEA-Saclay. Af den grund kan det være, at det, som andre forskerhold tidligere har identificeret som stjernevinde fra fjerne galakser i stedet har været denne slags tidevandshaler. "Måske skal vi revidere vores opfattelse af, hvordan galakser "dør" på grund af dette her," tilføjer Daddi.

Puglisi er enig i betydningen af holdets opdagelse. Hun siger: "Det var spændende for mig at opdage en så speciel galakse! Jeg blev ivrig efter at lære mere om det her underlige objekt, fordi jeg var overbevist om, at der her var noget vigtigt at lære angående hvordan fjerne galakser udvikler sig."

Den overraskende opdagelse her er gjort ved en tilfældighed. Forskerholdet var i gang med at gennemgå et oversigtsarbejde udført med ALMA. Formålet var at studere forholdene for kolde gasser i mere end 100 fjerne galakser. ID2299 er bare observeret fra ALMA i nogle få minutter, men observatoriet i det nordlige Chile er så effektivt, at det var nok til at forskerne kunne observere galaksen og dens hale af udsendt stof.

"Med ALMA har vi kastet nyt lys på de forhold, som kan standse stjernedannelsen i fjerne galakser. Det, vi her har set er en voldsom hændelse, som giver os en vigtig brik til det indviklede puslespil, som galaksernes udvikling er," siger Chiara Circosta fra University College, London, som også har bidraget til forskningsartiklen.

I fremtiden vil forskerholdet kunne bruge ALMA til at udføre observationer af denne galakse med større opløsning og detaljegrad, så de bedre vil kunne forstå hvordan gasudsendelsen foregår. Observationer med det kommende ESO Extremely Large Telescope vil kunne bidrage til at studere forbindelsen imellem stjerner og gasser i ID2299, så vi kan lære mere om galakseudvikling.

Mere information

Forskningsresultaterne her er publiceret i en artikel med titlen “A titanic interstellar medium ejection from a massive starburst galaxy at z=1.4” i tidsskriftet Nature Astronomy (doi: 10.1038/s41550-020-01268-x).

Forskerholdet består af A. Puglisi (Centre for Extragalactic Astronomy, Durham University, UK and CEA, IRFU, DAp, AIM, Université Paris-Saclay, Université Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, CNRS, Frankrig [CEA]), E. Daddi (CEA), M. Brusa (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna, Italy and INAF-Osservatorio Astronomico di Bologna, Italien), F. Bournaud (CEA), J. Fensch (Univ. Lyon, ENS de Lyon, Univ. Lyon 1, CNRS, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Frankrig), D. Liu (Max Planck Institute for Astronomy, Tyskland), I. Delvecchio (CEA), A. Calabrò (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Italien), C. Circosta (Department of Physics & Astronomy, University College London, UK), F. Valentino (Cosmic Dawn Center ved Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet og DTU-Space, Danmarks Tekniske Universitet), M. Perna (Centro de Astrobiología (CAB, CSIC–INTA), Departamento de Astrofísica, Spanien and INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italien), S. Jin (Instituto de Astrofísica de Canarias and Universidad de La Laguna, Dpto. Astrofísica, Spanien), A. Enia (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Padova, Italien[Padova]), C. Mancini (Padova) og G. Rodighiero (Padova and INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Italien).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. Australien er med som strategisk partner. 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 ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, er et internationalt astronomisk observatorium, med ESO, US National Science Foundation (NSF) og National Institutes of Natural Sciences (NINS) i Japan i samarbejde med Chile. ALMAs finansieres af ESO (Det europæiske sydobservatorium), NSF i samarbejde med Canadas National Research Council og National Science Council i Taiwan, og af NINS i samarbejde med Academia Sinica i Taiwan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

Opbygning og drift af ALMA styres af ESO på vegne af medlemstaterne, af National Radio Observatory ved Associated Universities, Inc. på vegne af Nordamerika og af National Astronomical Observatory i Japan på vegne af Østasien. Organisationen Joint ALMA Observatory, JAO står for den fælles ledelse og styring af konstruktion og drift af ALMA.

Links

 

• Forskningsartiklen
• Fotos af ALMA
• Til forskerne: Har I en god historie, så giv os et tip!

Kontakter

Annagrazia Puglisi
Centre for Extragalactic Astronomy, Durham University
Durham, United Kingdom
Email: annagrazia.puglisi@durham.ac.uk

Emanuele Daddi
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Saclay, France
Email: edaddi@cea.fr

Chiara Circosta
Department of Physics & Astronomy, University College London
London, UK
Email: c.circosta@ucl.ac.uk

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
Email: pio@eso.org

Ole J. Knudsen (press contact Danmark)
ESO Science Outreach Network and Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
Email: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso2101 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.