Hæglátur vöxtur vetrarbrauta
Sævar Helgi Bragason
13. okt. 2010
Fréttir
Í fyrsta sinn hefur verið sýnt fram á vetrarbrautir geta vaxið með því að soga til sín kalt gas sem umlykur þær.
Í fyrsta sinn hafa nýjar athuganir Very Large Telescope ESO gefið beinar vísbendingar um að ungar vetrarbrautir geti vaxið með því að soga til sín kalt gas sem umlykur þær og notað það sem eldsneyti fyrir myndun nýrra stjarna. Massi dæmigerðra vetrarbrauta jókst umtalsvert fyrstu ármilljarðana eftir Miklahvell en ástæða þess er ein helsta ráðgáta nútíma stjarnvísinda. Skýrt er frá þessum niðurstöðum í nýjasta hefti tímaritsins Nature sem kom út 14. október.
Fyrstu vetrarbrautirnar mynduðust þegar alheimurinn var innan við eins milljarðs ára gamall. Þær voru miklu smærri en þær stóru vetrarbrautir sem við sjáum í dag, eins og Vetrarbrautin okkar. Vetrarbrautir hafa því vaxið með tímanum. Árekstrar og sameining vetrarbrauta er án nokkurs vafa mikilvægt vaxtarferli í ævi þeirra. Nú hafa vísindamenn hins vegar stungið upp á öðru og öllu rólegra vaxtarferli.
Hópur evrópskra stjarnvísindamanna notuðu Very Large Telescope ESO til þess að prófa þessa ólíku tilgátu –– að ungar vetrarbrautir geti líka vaxið með því að soga til sín kalt vetni og helíum sem fyllti alheiminn snemma í sögunni og myndað úr því nýjar stjörnur. Á sama hátt og fyrirtæki færir út kvíarnar með því að sameinast öðrum fyrirtækjum eða ráða til sín fleira starfsfólk, gætu ungar vetrarbrautir ef til vill líka vaxið á tvennan mismunandi hátt, með því að sameinast öðrum vetrarbrautum eða safna til sín efni.
„Nýju niðurstöðurnar frá VLT eru fyrstu beinu sönnunargögn okkar um að söfnun gass átti sér í raun stað og að það leiddi til örrar stjörnumyndunar og vaxtar massamikilla vetrarbrauta í hinum unga alheimi“ segir Giovanni Cresci (Osservatorio Astrofisico di Arcetri) leiðtogi rannsóknahópsins. Uppgötvunin á eftir að hafa mikil áhrif á skilning okkar á þróun alheims frá Miklahvelli til dagsins í dag. Kenningar um myndun og þróun vetrarbrauta gæti þurft að endurskoða.
Rannsóknateymið valdi þrjár mjög fjarlægar vetrarbrautir og leitaði eftir vísbendingum um flæði gass í geimnum umhverfis þær og nýmyndun stjarna samhliða því. Þess var gætt að vetrarbrautirnar hefðu ekki orðið fyrir truflunum af völdum víxlverkana við aðrar vetrarbrautir. Vetrarbrautirnar sem kannaðar voru eru dæmigerðar skífulaga vetrarbrautir, svipaðar Vetrarbrautinni okkar, en sjást um það bil tveimur milljörðum ára eftir Miklahvell (rauðvik þeirra er um það bil 3).
Í þeim vetrarbrautum sem við sjáum tiltölulega nálægt okkur í dag eru þyngri frumefni [1] í meiri mæli nálægt miðjunni. Hópur Crescis kortlagði vetrarbrautirnar með SINFONI litrófsritanum á VLT [2] og sáu, sér til mikillar ánægju, að í öllum þremur tilvikum voru staðir í vetrarbrautunum, nærri miðju þeirra, þar sem tiltölulega lítið var um þung frumefni en ör stjörnumyndun. Það bendir til þess að efnið sem knúði stjörnumyndunina sé gasið í kringum vetrarbrautina sem er snautt af þungum frumefnum. Þetta eru bestu sönnunargögnin hingað til um ungar vetrarbrautir í mótun sem soga til sín gas og nýta það í myndun nýrra stjarna.
„Þessi rannsókn hefði verið ómöguleg án framúrskarandi mæligetu SINFONI litrófsritans á VLT. Með því hefur nýr gluggi lokist upp til rannsókna á efnainnihaldi mjög fjarlægra vetrarbrauta. SINFONI veitir ekki aðeins upplýsingar í tveimur rúmvíddum heldur í þriðju rúmvíddinni líka sem gerir okkur kleift að sjá hreyfingar innan vetrarbrauta og að rannsaka efnasamsetningu miðgeimsgass“ segir Cresci að lokum.
Skýringar
[1] Snemma í sögunni var næstum eingöngu vetni og helíum í alheiminum. Úr þessum efnum urðu fyrstu kynslóðir stjarna til sem svo mynduðu þyngri frumefni á borð við súrefni, nitur og kolefni með kjarnasamruna. Þegar þessi efni dreifðust aftur um geiminn með sterkum stjörnuvindum frá ungum, massamiklum stjörnum og sprengistjörnum jókst smám saman magn þyngri frumefna í vetrarbrautum. Í huga stjörnufræðinga eru öll önnur frumefni en vetni og helíum þung frumefni.
[2] Stjörnufræðingar geta greint mismunandi efni í fjarlægum vetrarbrautum og mælt magn þungra frumefna sem þar eru til staðar með því að skoða litróf ljóssins sem berst frá vetrarbrautinni með öflugum sjónaukum og litrófsritum. SINFONI mælitækið á VLT gerir stjarnvísindamönnum kleift að ganga skrefi lengra og fengið litróf fyrir mismunandi hluta fyrirbærisins. Það gerir þeim kleift að kortleggja dreifingu og magn þungra frumefna á ólíkum stöðum í vetrarbrautinni og finna út hvar í henni stjörnumyndun á sér helst stað.
Frekari upplýsingar
Skýrt er frá þessari rannsókn í greininni Gas accretion in distant galaxies as the origin of chemical abundance gradients eftir Cresci et al. og birtist í Nature þann 14. október 2010.
Í rannsóknarhópnum eru G. Cresci (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Ítalíu), F. Mannucci (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Ítalíu), R. Maiolino (INAF, Osservatorio Astronomico di Roma, Ítalíu), A. Marconi (Universitá di Firenze, Ítalíu), A. Gnerucci (Universitá di Firenze, Ítalíu) og L. Magrini (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Ítalíu).
ESO, European Southern Observatory, stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli, er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og ein öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 14 landa: Austurríkis, Belgíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. Með því að reisa og reka öflugustu stjörnuathugunarstöðvar heims leggur ESO grunninn að mikilvægum uppgötvunum stjörnufræðinga. Í Chile rekur ESO þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og VISTA, stærsta kortlagningarsjónauka (survey telescope) veraldar. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 42 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.
Tenglar
Tengiliðir
Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Reykjavík, Iceland
Cell: +354-896-1984
Email: saevar[hjá]stjornuskodun.is
Giovanni Cresci
Osservatorio Astrofisico di Arcetri
Italy
Tel: +39 055 275 2230
Cell: +39 335 680 3756
Email: gcresci[hjá]arcetri.astro.it
Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey telescopes Public Information Officer
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Email: rhook[hjá]eso.org
Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1040.
Hæglátur vöxtur vetrarbrauta
Sævar Helgi Bragason 13. okt. 2010 Fréttir
Í fyrsta sinn hefur verið sýnt fram á vetrarbrautir geta vaxið með því að soga til sín kalt gas sem umlykur þær.
Í fyrsta sinn hafa nýjar athuganir Very Large Telescope ESO gefið beinar vísbendingar um að ungar vetrarbrautir geti vaxið með því að soga til sín kalt gas sem umlykur þær og notað það sem eldsneyti fyrir myndun nýrra stjarna. Massi dæmigerðra vetrarbrauta jókst umtalsvert fyrstu ármilljarðana eftir Miklahvell en ástæða þess er ein helsta ráðgáta nútíma stjarnvísinda. Skýrt er frá þessum niðurstöðum í nýjasta hefti tímaritsins Nature sem kom út 14. október.
Fyrstu vetrarbrautirnar mynduðust þegar alheimurinn var innan við eins milljarðs ára gamall. Þær voru miklu smærri en þær stóru vetrarbrautir sem við sjáum í dag, eins og Vetrarbrautin okkar. Vetrarbrautir hafa því vaxið með tímanum. Árekstrar og sameining vetrarbrauta er án nokkurs vafa mikilvægt vaxtarferli í ævi þeirra. Nú hafa vísindamenn hins vegar stungið upp á öðru og öllu rólegra vaxtarferli.
Hópur evrópskra stjarnvísindamanna notuðu Very Large Telescope ESO til þess að prófa þessa ólíku tilgátu –– að ungar vetrarbrautir geti líka vaxið með því að soga til sín kalt vetni og helíum sem fyllti alheiminn snemma í sögunni og myndað úr því nýjar stjörnur. Á sama hátt og fyrirtæki færir út kvíarnar með því að sameinast öðrum fyrirtækjum eða ráða til sín fleira starfsfólk, gætu ungar vetrarbrautir ef til vill líka vaxið á tvennan mismunandi hátt, með því að sameinast öðrum vetrarbrautum eða safna til sín efni.
„Nýju niðurstöðurnar frá VLT eru fyrstu beinu sönnunargögn okkar um að söfnun gass átti sér í raun stað og að það leiddi til örrar stjörnumyndunar og vaxtar massamikilla vetrarbrauta í hinum unga alheimi“ segir Giovanni Cresci (Osservatorio Astrofisico di Arcetri) leiðtogi rannsóknahópsins. Uppgötvunin á eftir að hafa mikil áhrif á skilning okkar á þróun alheims frá Miklahvelli til dagsins í dag. Kenningar um myndun og þróun vetrarbrauta gæti þurft að endurskoða.
Rannsóknateymið valdi þrjár mjög fjarlægar vetrarbrautir og leitaði eftir vísbendingum um flæði gass í geimnum umhverfis þær og nýmyndun stjarna samhliða því. Þess var gætt að vetrarbrautirnar hefðu ekki orðið fyrir truflunum af völdum víxlverkana við aðrar vetrarbrautir. Vetrarbrautirnar sem kannaðar voru eru dæmigerðar skífulaga vetrarbrautir, svipaðar Vetrarbrautinni okkar, en sjást um það bil tveimur milljörðum ára eftir Miklahvell (rauðvik þeirra er um það bil 3).
Í þeim vetrarbrautum sem við sjáum tiltölulega nálægt okkur í dag eru þyngri frumefni [1] í meiri mæli nálægt miðjunni. Hópur Crescis kortlagði vetrarbrautirnar með SINFONI litrófsritanum á VLT [2] og sáu, sér til mikillar ánægju, að í öllum þremur tilvikum voru staðir í vetrarbrautunum, nærri miðju þeirra, þar sem tiltölulega lítið var um þung frumefni en ör stjörnumyndun. Það bendir til þess að efnið sem knúði stjörnumyndunina sé gasið í kringum vetrarbrautina sem er snautt af þungum frumefnum. Þetta eru bestu sönnunargögnin hingað til um ungar vetrarbrautir í mótun sem soga til sín gas og nýta það í myndun nýrra stjarna.
„Þessi rannsókn hefði verið ómöguleg án framúrskarandi mæligetu SINFONI litrófsritans á VLT. Með því hefur nýr gluggi lokist upp til rannsókna á efnainnihaldi mjög fjarlægra vetrarbrauta. SINFONI veitir ekki aðeins upplýsingar í tveimur rúmvíddum heldur í þriðju rúmvíddinni líka sem gerir okkur kleift að sjá hreyfingar innan vetrarbrauta og að rannsaka efnasamsetningu miðgeimsgass“ segir Cresci að lokum.
Skýringar
[1] Snemma í sögunni var næstum eingöngu vetni og helíum í alheiminum. Úr þessum efnum urðu fyrstu kynslóðir stjarna til sem svo mynduðu þyngri frumefni á borð við súrefni, nitur og kolefni með kjarnasamruna. Þegar þessi efni dreifðust aftur um geiminn með sterkum stjörnuvindum frá ungum, massamiklum stjörnum og sprengistjörnum jókst smám saman magn þyngri frumefna í vetrarbrautum. Í huga stjörnufræðinga eru öll önnur frumefni en vetni og helíum þung frumefni.
[2] Stjörnufræðingar geta greint mismunandi efni í fjarlægum vetrarbrautum og mælt magn þungra frumefna sem þar eru til staðar með því að skoða litróf ljóssins sem berst frá vetrarbrautinni með öflugum sjónaukum og litrófsritum. SINFONI mælitækið á VLT gerir stjarnvísindamönnum kleift að ganga skrefi lengra og fengið litróf fyrir mismunandi hluta fyrirbærisins. Það gerir þeim kleift að kortleggja dreifingu og magn þungra frumefna á ólíkum stöðum í vetrarbrautinni og finna út hvar í henni stjörnumyndun á sér helst stað.
Frekari upplýsingar
Skýrt er frá þessari rannsókn í greininni Gas accretion in distant galaxies as the origin of chemical abundance gradients eftir Cresci et al. og birtist í Nature þann 14. október 2010.
Í rannsóknarhópnum eru G. Cresci (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Ítalíu), F. Mannucci (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Ítalíu), R. Maiolino (INAF, Osservatorio Astronomico di Roma, Ítalíu), A. Marconi (Universitá di Firenze, Ítalíu), A. Gnerucci (Universitá di Firenze, Ítalíu) og L. Magrini (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Ítalíu).
ESO, European Southern Observatory, stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli, er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og ein öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 14 landa: Austurríkis, Belgíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. Með því að reisa og reka öflugustu stjörnuathugunarstöðvar heims leggur ESO grunninn að mikilvægum uppgötvunum stjörnufræðinga. Í Chile rekur ESO þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og VISTA, stærsta kortlagningarsjónauka (survey telescope) veraldar. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 42 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.
Tenglar
Tengiliðir
Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Reykjavík, Iceland
Cell: +354-896-1984
Email: saevar[hjá]stjornuskodun.is
Giovanni Cresci
Osservatorio Astrofisico di Arcetri
Italy
Tel: +39 055 275 2230
Cell: +39 335 680 3756
Email: gcresci[hjá]arcetri.astro.it
Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey telescopes Public Information Officer
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Email: rhook[hjá]eso.org
Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1040.