Fjarlægasta þroskaða vetrarbrautaþyrpingin

Ung en óvenju þroskuð

Sævar Helgi Bragason 09. mar. 2011 Fréttir

Stjörnufræðingar hafa uppgötvað og mælt fjarlægðina til fjarlægustu þroskuðu vetrarbrautaþyrpingar sem fundist hefur hingað til.

  • CL J1449+0856, vetrarbrautaþyrping

Stjörnufræðingar hafa með hjálp fjölda sjónauka á jörðu niðri og úti í geimnum, þar á meðal Very Large Telescope ESO í Paranal stjörnustöðinni í Chile, uppgötvað og mælt fjarlægðina til fjarlægustu þroskuðu vetrarbrautaþyrpingar sem fundist hefur hingað til. Þyrpingin birtist okkur eins og hún leit út þegar alheimurinn var innan við fjórðungur af aldri sínum í dag. Þrátt fyrir það er hún furðulega lík eldri vetrarbrautaþyrpingum sem við sjáum mun nær okkur í alheiminum.

„Okkur tókst að mæla fjarlægðina til fjarlægustu þroskuðu vetrarbrautaþyrpingar sem fundist hefur“ segir Raphael Gobat (CEA í París), aðalhöfundur greinar um mælingar sem gerðar voru á þyrpingunni með VLT sjónaukum ESO. „Þegar við horfum á þessa vetrarbrautaþyrpingu lítur hún ekki út fyrir að vera ung. Það kom okkur á óvart. Vetrarbrautirnar í henni hafa margar hverjar róast og líkjast hreint ekki þeim dæmigerðu hrinuvetrarbrautum sem við sjáum snemma í sögu alheims.“

Vetrarbrautaþyrpingar eru stærstu fyrirbærin sem þyngdarkrafturinn heldur saman í alheiminum. Stjörnufræðingar vænta þess að þessar þyrpingar vaxi með tímanum og þess vegna ættu massamiklar þyrpingar að vera sjaldgæfar í hinum unga alheimi. Þótt enn fjarlægari þyrpingar hafi áður sést eru þær allar myndunarstigi sínu, ungar og óþroskaðar.

Alþjóðlegur hópur stjarnvísindamanna notaði VIMOS og FORS2 mælitækin á Very Large Telescope (VLT) ESO til að mæla fjarlægðir til nokkurra forvitnilegra en mjög daufra og rauðleitra bletta sem fyrst sáust á myndum Spitzer geimsjónaukans. Hópurinn kallast CL J1449+0856 [1] og bar öll einkenni mjög fjarlægrar vetrarbrautaþyrpingar [2]. Niðurstöður mælinga sýndu að það sem við sjáum er vetrarbrautaþyrping eins og hún leit út þegar alheimurinn var um þriggja milljarða ára gamall — innan við fjórðungur af núverandi aldri sínum [3].

Þegar hópurinn hafði ákvarðað fjarlægðina til þessa sjaldgæfa fyrirbæris skoðaði hann vetrarbrautirnar í þyrpingunni eins nákvæmlega og unnt var með Hubble geimsjónauka NASA og ESA og sjónaukum á jörðu niðri, þar á meðal VLT. Hópurinn fann vísbendingar sem bentu til þess að stjörnumyndun ætti sér vart stað í vetrarbrautunum heldur samanstæðu þær af stjörnum sem voru um það bil eins milljarðs ára gamlar. Þyrpingin er þess vegna þroskuð, álíka massamikil og Meyjarþyrpingin, nálægasta stóra vetrarbrautaþyrpingin við Vetrarbrautina okkar.

Frekari staðfesting á að um þroskaða þyrpingu er að ræða kom eftir að athuganir voru gerðar með XMM-Newton geimsjónauka ESA á röntgengeislun frá CL J1449+0856. Þyrpingin gefur frá sér röntgengeislun sem rekja má til mjög heitra en þunnra gasskýja milli vetrarbrautanna og hefur safnast saman við miðju þyrpingarinnar. Þetta er annað merki um þroskaða vetrarbrautaþyrpingu sem eigin þyngdarkraftur heldur saman því mjög ungar þyrpingar hafa ekki haft tíma til að viðhalda heitu gasi með þessum hætti.

„Þessar nýju niðurstöður renna stoðum undir þá hugmynd að þroskaðar þyrpingar hafi verið til þegar alheimurinn var innan við fjórðungur af aldri sínum í dag. Kenningar gera ráð fyrir að slíkar þyrpingar séu harla sjaldgæfar. Við höfum því haft heppnina með okkur að finna eina slíka. Ef fleiri svona þyrpingar finnast gætum við hins vegar þurft að endurskoða hugmyndir okkar um hinn unga alheim“ segir Gobat að lokum.

Skýringar

[1] Þetta sérkennilega nafn vísar til staðsetningar þyrpingarinnar á himinhvelfingunni.

[2] Vetrarbrautirnar eru rauðar á myndinni að hluta til vegna þess að þær innihalda líklega að mestu kaldar rauðar stjörnur. Auk þess hefur útþensla alheimsins teygt á svo á bylgjulengd ljóssins frá þessum fjarlægu þokum að það er að mestu orðið innrautt þegar það berst loks til jarðar.

[3] Stjörnufræðingarnir mældu fjarlægðina til þyrpingarinnar með því að skipta ljósinu í einstaka liti þess með litrófsrita. Síðan báru þeir litrófið saman við annað litróf af annarri nálægari þyrpingu. Þetta gerði þeim kleift að mæla rauðvikið, þ.e. hve mikið alheimurinn hefur þanist út frá því að ljósið barst frá vetrarbrautunum. Rauðvikið reyndist 2,07 sem þýðir að við sjáum þyrpinguna eins og hún leit út um það bil þremur milljörðum ára eftir Miklahvell.

Frekari upplýsingar

Frá þessum rannsóknum er greint í greininni „A mature cluster with X-rau emission at z = 2.07“ eftir R. Gobat et al., sem birtist í tímaritinu Astronomy & Astrophysics.

Í rannsóknahópnum eru R. Gobat (Laboratoire AIM-Paris-Saclay í Frakklandi), E. Daddi (AIM-Paris), M. Onodera (ETH Zürich í Sviss), A. Finoguenov (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik í Garching í Þýskalandi), A. Renzini (INAF–Osservatorio Astronomico di Padova), N. Arimoto (National Astronomical Observatory í Japan), R. Bouwens (Lick Observatory, Santa Cruz í Bandaríkjunum), M. Brusa (ETH), R.-R. Chary (California Institute of Technology í Bandaríkjunum), A. Cimatti (Università di Bologna á Ítalíu), M. Dickinson (NOAO, Tucson í Bandaríkjunum), X. Kong (University of Science and Technology í Kína) og M.Mignoli (INAF – Osservatorio Astronomico di Bologna á Ítalíu).

ESO, European Southern Observatory, stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli, er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og ein öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, 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@stjornuskodun.is

Dr Raphael Gobat
Laboratoire AIM-Paris-Saclay, CEA/DSM-CNRS–Université Paris Diderot
Gif-sur-Yvette, France
Tel: +33 1 69 08 60 01
Email: raphael.gobat@cea.fr

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Email: rhook@eso.org

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1108.

Tengdar myndir

  • CL J1449+0856, vetrarbrautaþyrpingÞessi mynd er sett saman úr ljósmyndum sem teknar voru á mjög löngum tíma með Very Large Telescope ESO í Chile og Subaru sjónaukanum á Hawaii. Flest þau fyrirbæri sem sjást á myndinni eru mjög daufar og fjarlægar vetrarbrautir. Daufi rauði klumpurinn nálægt miðju er fjarlægasta þróaða vetrarbrautaþyrping sem fundist hefur hingað til. Mynd: ESO/R. Gobat et al.
  • CL J1449+0856, vetrarbrautaþyrpingÞessi mynd var tekin með Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS) í Hubble geimsjónauka NASA og ESA og sýnir CL J1449+0856, fjarlægustu þroskuðu vetrarbrautaþyrpingu sem fundist hefur. Myndin var tekin í innrauðu ljósi en litagögnum frá Very Large Telescope ESO og japanska Subaru sjónaukanum var bætt við.
  • CL J1449+0856, vetrarbrautaþyrping, Digitized Sky Survey 2Svæðið á himinhvolfinu þar sem fjarlægustu þróuðu vetrarbrautaþyrpinguna er að finna. Myndin var búin til úr ljósmyndum sem teknar voru í gegnum rauða og bláa síu og er hluti af Digitzed Sky Survey 2. Þyrpingin er fyrir miðju þessarar myndar en er alltof dauf og fjarlæg til að sjást. Sjónsviðið er um það bil 2,8 gráður á breidd. Mynd: ESO og Digitized Sky Survey 2. Þakkir: Davide De Martin