Pressmeddelande

Okänd kosmisk titan upptäckt i det unga universum

ESO:s Very Large Telescope hittar rekordartad proto-superhop av galaxer

17 oktober 2018

Ett internationellt forskarlag har med hjälp av instrumentet VIMOS på ESO:s Very Large Telescope upptäckt en kolossal struktur i det unga universum. Den vidsträckta samlingen av galaxer som fått smeknamnet Hyperion, upptäcktes med hjälp både av nya mätningar och en detaljerad granskning av arkivdata. Denna avlägsna så kallade proto-superhop av galaxer ser vi som den var bara 2 miljarder år efter big bang, och är den största och tyngsta kända struktur i det tidiga universum.

Ett forskarlag som leds av astronomen Olga Cucciati vid Instituto Nazionale di Astrofisica (INAF) i Bologna har med hjälp av instrumentet VIMOS på Very Large Telescope (VLT) identifierat en gigantisk proto-superhop av galaxer som bildades när universum var ungt, bara 2,3 miljarder år efter Big Bang. Denna struktur, som forskarna har gett smeknamnet Hyperion, är större och innehåller mer massa än någon annan liknande struktur som observerats så kort tid efter att universum bildas [1]. Proto-superhopens enorma massa har beräknats till en miljon miljarder gånger solens massa. Denna kolossala massa kan jämföras med de största strukturerna som vi ser i universum idag, men att hitta en sådan massiv struktur i det unga universum överraskade astronomerna.  

Olga Cucciati är förstaförfattaren till forskningsartikeln där upptäckten presenteras.

– Detta är första gången en så stor struktur har identifierats vid en så hög rödförskjutning, bara något mer än två miljarder år efter big bang. Vanligtvis ser denna typ av strukturer vid lägre rödförskjutningar, det vill säga när universum har haft mycket mer tid att utveckla och bygga sådana stora strukturer. Det var en överraskning att se något såhär välutvecklat redan då universum var relativt ungt, förklarar hon.

Hyperion ligger i stjärnbilden Sextanten i en välstuderad fläck på himlen som kallas COSMOS-fältet. Strukturen identifierades genom att analysera enorma mängder mätningar som gjorts inom ramarna för kartläggingsprojektet VIMOS Ultra-Deep Survey. Kartläggningen, som leds av Olivier Le Fèvre, astronom vid Aix-Marseille Université, CNRS, och CNES, har bland annat skapat en unik 3D-karta över fördelningen av mer än 10 000 galaxer i det avlägsna universum.

Forskarlaget upptäckte att Hyperion har en väldigt komplex struktur som innehåller åtminstone 7 väldigt tätpackade områden som är sammankopplade genom galaxfilament. Storleksmässigt liknar den mer närliggande superhopar, men dess struktur är väldigt annorlunda.

Brian Lemaux, astronom vid University of California i Davis och Aix-Marseille Université, är medlem i forskarlaget bakom resultaten.

– Superhopar närmare jorden tenderar att visa upp strukturer med mycket mer koncentrerad massfördelning och tydliga särdrag. Men i Hyperion är massan mycket mer jämt fördelad i en rad sammanhängande men lösa samlingar av galaxer, förklarar han.

Kontrasten med superhopar i dagens universum beror sannolikt på att närliggande superhopar har haft miljarder år för tyngdkraften att samla in materia i tätare områden. I den mycket yngre Hyperion har denna process inte alls hunnit så långt.

Med tanke på att den redan tidigt i universums historia är så stor väntas Hyperion utvecklas till något som liknar de enorma strukturerna som utgörs av galaxerna i vår del av universum. Exempel inkluderar de superhopar som utgör Sloan Great Wall eller Virgo-superhopen, som även innehåller vår egen galax Vintergatan. De är bland de största beståndsdelar i dagens universum.

– Att förstå Hyperion och hur den kan jämföras med liknande strukturer närmare nutid kan ge insikter i hur universum utvecklats tidigare och hur det kommer att utvecklas i framtiden. Det ger oss också möjlighet att utmana vissa modeller för hur superhopar bildas. Genon att gräva fram denna kosmiska titan hjälper vi också till att avslöja dessa storskaliga strukturers historia, avslutar Olga Cucciati.

Noter

[1] Smeknamnet Hyperion associerar till titanen Hyperion i grekisk mytologi på grund av proto-superhopens enorma storlek och massa. Skälet till den mytologiska namngivningen är att en protohop som tidigare upptäckts och som nu visar sig ligga inuti Hyperion fått namnet Kolossen. De andra områdena inuti Hyperion där galaxerna är mer tätpackade har nu också fått liknande mytologiska namn som Theia, Eos, Selene och Helios. Det var titanen Helios som den antika statyn Kolossen på Rhodos föreställde.

Hyperions kolossala massa, en miljon miljarder gånger solens massa, skrivs 10¹⁵ solmassor i vetenskaplig notation.

[2] Ljusets resa från extremt avlägsna galaxer till jorden tar en lång tid, vilket ger astronomer ett fönster mot tiden då universum var mycket yngre än idag. Tack vare universums expansion sträcks ljusets våglängd ut under resan, en effekt som kallas kosmologisk rödförskjutning. Mer avlägsna ljuskällor  har en motsvarande större rödförskjutning. Eftersom vi ser avlägsna objekt som de var för länge sedan använder astronomer ofta rödförskjutning synonymt med ålder. Hyperions rödförskjutning på 2,45 betyder att astronomer observerade proto-superhopen som den var 2,3 miljarder år efter den stora smällen.

Mer information

Forskningsresultaten publiceras i en forskningsartikel med titeln “The progeny of a Cosmic Titan: a massive multi-component proto-supercluster in formation at z=2.45 in VUDS” i tidsskriften Astronomy & Astrophysics.

Forskarlaget består av O. Cucciati (INAF-OAS Bologna, Italien), B. C. Lemaux (University of California, Davis, USA, och LAM - Aix Marseille Université, CNRS och CNES, Frankrike), G. Zamorani (INAF-OAS Bologna, Italien), O.Le Fèvre (LAM - Aix Marseille Université, CNRS och CNES, Frankrike), L. A. M. Tasca (LAM - Aix Marseille Université, CNRS och CNES, Frankrike), N. P. Hathi (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA), K-G. Lee (Kavli IPMU (WPI), Tokyos universitet, Japan, och Lawrence Berkeley National Laboratory, USA), S. Bardelli (INAF-OAS Bologna, Italien), P. Cassata (Universitetet i Padua, Italien), B. Garilli (INAF–IASF Milano, Italien), V. Le Brun (LAM - Aix Marseille Université, CNRS och CNES, Frankrike), D. Maccagni (INAF–IASF Milano, Italien), L. Pentericci (INAF–Osservatorio Astronomico di Roma, Italien), R. Thomas (European Southern Observatory, Vitacura, Chile), E. Vanzella (INAF-OAS Bologna, Italien), E. Zucca (INAF-OAS Bologna, Italien), L. M. Lubin (University of California, Davis, USA), R. Amorin (Kavli Institute for Cosmology & Cavendish Laboratory, University of Cambridge, Storbritannien), L. P. Cassarà (INAF–IASF Milano, Italien), A. Cimatti (Università di Bologna & INAF-OAS Bologna, Italien), M. Talia (Università di Bologna, Italien), D. Vergani (INAF-OAS Bologna, Italien), A. Koekemoer (Space Telescope Science Institute, Baltimore), J. Pforr (ESA ESTEC, Nederländerna) och M. Salvato (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching bei München, Tyskland).

ESO är Europas främsta mellanstatliga samarbetsorgan för astronomisk forskning och med råge världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det har 16 medlemsländer: Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, 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 extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartikeln
• Bilder på VLT

Kontakter

Robert Cumming, kontaktperson för ESO:s utåtriktade verksamhet i Sverige
Onsala rymdobservatorium, Chalmers
Sverige
Tel: +46704933114
E-post: robert.cumming@chalmers.se

Olga Cucciati
INAF Fellow – Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna
Bologna, Italy
E-post: olga.cucciati@inaf.it

Calum Turner
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
E-post: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1833 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.