Pressmeddelande

ALMA fångar en avlägsen kolliderande galax där stjärnbildningen går mot sitt slut

11 januari 2021, Skurup

Galaxer börjar “dö” när de inte längre kan bilda stjärnor, men det tillfälle när denna process inleds har astronomerna hittills aldrig lyckats se. Med hjälp av Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), där ESO är en partner, har astronomer nu observerat en avlägsen galax i färd med att kasta bort ungefär hälften av sin stjärnbildade gas. Detta sker med en häpnadsväckande hastighet, motsvarande 10 000 solmassor per år, vilket betyder att galaxen i mycket snabb takt förlorar byggmaterialet till nya stjärnor. Forskarlaget tror att denna spektakulära händelse orsakades av en kollision med en annan galax, vilket kan ge ny kunskap om processen.

“Det är första gången som vi har observerat en typisk massiv stjärnbildande galax i det avlägsna universum som är på väg att “dö” på grund av enorma förluster av kall gas” säger Annagraza Puglisi vid Durham University i Storbritannien och Saclays kärnforksningscentrum (CEA-Saclay) i Frankrike, som ledde studien. Ljuset lämnade galaxen, ID2299, för 9 miljarder år sedan, då universum bara var 4,5 miljarder år gammalt.

 

Galaxen förlorar 10 000 solmassor av gas varje år, en förlust som i sin helhet motsvarar 46 % av den totala kalla gasen i galaxen. Eftersom ID2299 också bildar stjärnor i en extremt snabb takt, hundratals gånger fortare än i Vintergatan, kommer den återstående gasen snabbt att konsumeras. Det betyder att stjärnbildnignen i ID2299 kommer att upphöra om bara några tiotals miljoner år. 

 

Orsaken till gasförlusten är troligen en kollision mellan två galaxer som smälte samman till ID2299. Ledtråden till detta scenario är en “tidvattensvans” av utkastad gas och stjärnor som sträcker sig ut i den intergalaktiska rymden. Vanligtvis är sådana alltför svaga för att ses i så avlägsna galaxer, men eftersom denna formation är ung är den också ovanligt ljus.

 

De flesta astronomer anser att stjärnvindar från kraftig stjärnbildning och den höga aktiviteten i massiva svarta hål i galaxers centra kan kasta ut gas i rymden och därmed avsluta stjärnbildningen. Men den nya studien som publiceras i dag i Nature Astronomy indikerar att galaktiska kollisioner också kan vara orsaken.

 

“Vår studie visar att gas kan kastas ut vid kollisioner och att tidvattensvansar och stjärnvindar kan se snarlika ut” säger Emanuele Daddi vid CEA-Saclay, en av medförfattarna till studien. Det är därför möjligt att vissa objekt där vindar har identifierats i själva verket kan hysa tidvattensvansar. “Upptäckten kan göra att vi måste revidera vår förståelse av hur stjärnbildningen i galaxer avslutas” säger Daddi.

 

“Jag är överväldigad över att ha upptäckt en så ovanlig galax! Jag ville lära mig mer om detta underliga objekt eftersom jag var övertygad om att vi kunde lära oss något viktigt om hur avlägsna galaxer utvecklas”, tillägger Puglisi.

 

Upptäckten gjordes av en ren slump när forskarlaget undersökte en kartläggning av över 100 galaxer tidigare gjord med ALMA för att studera galaxernas innehåll av kall gas. ID2299 hade observerats av ALMA under bara några minuters tid, men det räckte för att det känsliga teleskopet skulle detektera dess tidvattensvans.

 

“ALMA har spritt nytt ljus över de mekanismer som kan avsluta stjärnbildnignen i avlägsna galaxer. Att kunna observera ett så kraftigt utkastningsfenomen bidrar till ny information om galaxers utveckling” säger Chiara Circosta, en forskare vid University College i London ´som deltog i studien.

 

I framtiden hoppas forskarna kunna använda ALMA för att få data med större detaljrikedom av denna galax, och därmed en bättre förståelse av dynamiken hos den utkastade gasen. Observationer med ESO:s framtida Extremely Large Telescope skulle kunna användas för att studera sambandet mellan gasen och stjärnorna i ID2299 och kasta nytt ljus över galaxernas komplexa utveckling.

Mer information

Dessa forskningsresultat presenteras i artikeln “A titanic interstellar medium ejection from a massive starburst galaxy at z=1.4” i Nature Astronomy (doi: 10.1038/s41550-020-01268-x).

 

Forskarlaget består av A. Puglisi (Centre for Extragalactic Astronomy, Durham University, Storbritannien och CEA, IRFU, DAp, AIM, Université Paris-Saclay, Université Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, CNRS, Frankrike [CEA]), E. Daddi (CEA), M. Brusa (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna, Italien och 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, Frankrike), 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, Storbritannien), F. Valentino (Cosmic Dawn Center at the Niels Bohr Institute, University of Copenhagen och DTU-Space, Technical University of Denmark, Danmark), M. Perna (Centro de Astrobiología (CAB, CSIC–INTA), Departamento de Astrofísica, Spanien och INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italien), S. Jin (Instituto de Astrofísica de Canarias och Universidad de La Laguna, Dpto. Astrofísica, Spain), A. Enia (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Padova, Italien [Padova]), C. Mancini (Padova) och G. Rodighiero (Padova och INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Italien).

 

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

• Forskningsartikel
• Foton på ALMA
• För forskare: Berätta om din forskning!

 

Kontakter

Johan Warell
Astronom och ESON-representant för Sverige
Skurup, Sverige
Tel: 0706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

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

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

Chiara Circosta
Department of Physics & Astronomy, University College London
London, UK
E-post: 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
E-post: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso2101 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.