Hubble uppgötvar smáar hrinuvetrarbrautir í hinum unga alheimi

Sævar Helgi Bragason 10. nóv. 2011 Fréttir

Hubblessjónauki NASA og ESA hefur fundið merkilega byggð ungra og smárra vetrarbrauta sem mynda heil reiðinnar býsn af stjörnum.

  • dvergvetrarbrautir, hrinuvetrarbrautir

Með innrauðum sjónum sínum skyggnist Hubblessjónauki NASA og ESA níu milljara ára aftur í tímann. Þar hefur hann nú fundið stórmerkilega byggð ungra og smárra vetrarbrauta sem mynda heil reiðinnar býsn af stjörnum.

Vetrarbrautirnar dæla út stjörnum á slíkum hraða að fjöldi stjarnanna í þeim mun tvöfaldast á aðeins 10 milljón árum. Til samanburðar má nefna að vetrarbrautin okkar er um 1.000 sinnum lengur að tvöfalda fjölda stjarna sinna.

Þessar nýuppgötvuðu dvergvetrarbrautir eru um það bil einn hundraðshluti af stærð okkar vetrarbrautar. Myndunartíðni nýrra stjarna er gríðarlega há, jafnvel fyrir vetrarbrautir í hinum unga alheimi, þegar tíðni stjörnumyndunar var talsvert meiri. Þær sjást á þessari mynd Hubblessjónaukans því þær geyma ungar og heitar stjörnur sem valda því að súrefnið í gasinu umhverfis þær lýsir eins og flúrljósaskilti.

Stjörnufræðingar telja að þessi öra stjörnumyndun sé mikilvægt skref í myndun dvergvetrarbrauta, sem er algengasta tegund vetrarbrauta í alheiminum.

„Vetrarbrautirnar hafa alltaf verið til staðar en þangað til nýlega hafa stjörnufræðingar aðeins séð afar lítil svæði á himninum með nógu næmum mælitækjum til að geta fundið þær“ segir Arjen van der Wel við stjörnufræðiarm Max Planck stofnunarinnar í Heidelberg í Þýskalandi. Hann er aðalhöfundur greinarinnar sem birtist í tímaritinu Astrophysical Journal. „Við leituðum ekki sérstaklega að þessum vetrarbrautum, en þær skáru sig úr vegna óvenjulegs litarafts.“

Athuganirnar voru hluti af Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey (CANDLES), metnaðarfullu þriggja ára verkefni sem ætlað var að greina fjarlægustu vetrarbrautir í alheimi. CANDLES er fyrsta könnun sem gerð er á dvergvetrarbrautum svo snemma í sögu alheims.

„Til viðbótar við myndirnar hefur Hubble tekið litróf frá nokkrum vetrarbrautanna sem sýna með nákvæmum hætti, hvað gengur þar á og staðfest jafnframt gríðarmikla stjörnumyndun“, segir Amber Straughn meðhöfundur greinarinnar sem starfar við Goddard Space Flight Center í Maryland í Bandaríkjunum.

Athuganir á fornum vetrarbrautum eru að hluta á skjön við nýlegar athuganir á dvergvetrarbrautum umhverfis okkar eigin vetrarbraut.

Þessar athuganir benda til þess að stjörnumyndun sé tiltölulega hægt ferli, sem spannar milljarða ára, segir Harry Ferguson við Space Telescope Science Institute (STScI) í Baltimore í Bandaríkjunum, meðstjórnandi í CANDLES verkefninu. „Þessi uppgötvun CANDLES á mörgum álíka stórum dvergvetrarbrautum sem mynda ört stjörnur snemma í sögu alheims, neyðir okkur til að endurskoða það sem við áður héldum um þróun dvergvetrarbrauta.“

Anton Koekemoer, einn liðsfélagi við STScI sem framkallar myndir Hubble bætir við: „Með áframhaldandi rannsóknum, gætum við fundið fleiri þessara ungu vetrarbrauta og safnað nákvæmari upplýsingum um sögu stjörnumyndunar í þeim.“

CANDLES hópurinn uppgötvaði 69 ungar dvergvetrarbrautir á nær-innrauðum myndum sem teknar voru með Wide Field Camera 3 (WFC3) myndavél Hubblessjónaukans og myndavélinni Advanced Camera for Surveys (ACS). Þessar athuganir miða að tveimur svæðum á himninum sem nefnast Great Observatories Origins Deep Survey-South (GOODS) og UKIDSS Ultra Deep Survey (sem er hluti af UKIRT Infrared Deep Sky Survey).

Mælingarnar benda til þess að nýuppgötvaðar vetrarbrautir voru mjög algengar fyrir um níu milljörðum ára síðan. Þó er enn ráðgáta hvers vegna hinar nýmynduðu vetrarbrautir mynduðu hópa stjarna svo ört. Tölvulíkön benda til þess að stjörnumyndun í litlum vetrarbrautum verði í hrinum. Gas kólnar og myndar stjörnur. Stjörnurnar hita gasið upp á ný, t.d. ef þær springa og blása burtu gasinu. Eftir dálítinn tíma kólnar gasið og fellur saman á ný svo ný hrina stjörnumyndunar hefst. Hringrásin heldur áfram.

„Þó þessar kennilegu forspár gefi vísbendingar um stjörnumyndunarferlið í þessum nýmynduðu vetrarbrautum þá eru hrinurnar sem við sjáum mun öflugir en þær sem við framköllum í tölvu“, segir van der Wel.

James Webb sjónauki NASA/ESA/CSA, innrauð stjörnuathugunarstöð sem skotið verður á loft seinna á þessum áratug mun geta kannað þessar fjarlægu vetrarbrautri á fyrri stigum. Jafnvel sér hann glæður hinna fyrstu stjarna sem veitir okkur upplýsingar um efnasamsetningu þeirra vetrarbrauta.

„Með Webb, þá sjáum við sennilega fleiri vetrarbrautir af þessari sort, kannski fyrstu vetrarbrautirnar af þessari sort í fyrstu stjörnumyndunarhrinunni“, segir Ferguson. „Að kafa ofan í dvergvetrarbrautir í ungum alheimi mun hjálpa okkur að skilja myndunarferli hinna fyrstu stjarna og vetrarbrauta.“

Skýringar

Hubblessjónaukinn er alþjóðlegt samstarfsverkefni ESA og NASA.

Alþjóðlegt lið stjörnufræðinga sem unnu að þessari rannsókn skipa: A. van der Wel (Max Planck Institute for Astronomy, Þýskalandi), A. N. Straughn (NASA Goddard Space Flight Center, Bandaríkjunum) , H.-W. Rix (Max-Planck Institute for Astronomy, Þýskalandi), S. L. Finkelstein (Texas A&M University, Bandaríkjunum), A. M. Koekemoer (Space Telescope Science Institute, Bandaríkjunum), B. J. Weiner (University of Arizona, Bandaríkjunum), S. Wuyts (Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Þýskalandi), E. F. Bell (University of Michigan, Bandaríkjunum), S. M. Faber (UCO/Lick Observatory, Bandaríkjunum), J. R. Trump (UCO/Lick Observatory, Bandaríkjunum), D. Koo (UCO/Lick Observatory, Bandaríkjunum), H. C. Ferguson (Space Telescope Science Institute, Bandaríkjunum), C. Scarlata (University of Minnesota, Bandaríkjunum), N. P. Hathi (Observatories of the Carnegie Institution of Washington, Bandaríkjunum), J. S. Dunlop (University of Edinburgh, Skotlandi), J. A. Newman (University of Pittsburgh, Bandaríkjunum), M. Dickinson (National Optical Astronomy Observatory, Bandaríkjunum), B. W. Salmon (Texas A&M University, Bandaríkjunum), D. F. de Mello (Catholic University of America and Goddard Space Flight Center, Bandaríkjunum), D. D. Kocevski (UCO/Lick Observatory, Bandaríkjunum), K. Lai (UCO/Lick Observatory, Bandaríkjunum), N. A .Grogin (Space Telescope Science Institute, Bandaríkjunum), S. A. Rodney (Johns Hopkins University, Bandaríkjunum), Yicheng Guo (University of Massachusetts, Bandaríkjunum), E. G. McGrath (UCO/Lick Observatory, Bandaríkjunum), K.-S. Lee (Yale Center for Astronomy and Astrophysics, Bandaríkjunum), G. B. Calvo (UCO/Lick Observatory, Bandaríkjunum), og K.-H. Huang (Johns Hopkins University, Bandaríkjunum) 

Myndir: NASA, ESA, A. van der Wel (Max Planck Institute for Astronomy), H. Ferguson og A. Koekemoer (Space Telescope Science Institute), og CANDELS samstarfið.

Tengiliður

Ottó Elíasson
Háskóla Íslands
Sími: 663 6867
Tölvupóstur: ottoel@stjornuskodun.is

Tengdar myndir

  • dvergvetrarbrautir, hrinuvetrarbrautirHér sjást 18 dvergvetrarbrautir á mynd sem Hubblessjónauki NASA og ESA tók af Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS) svæðinu. Rindilslegar vetrarbrautirnar, sem sjást á myndunum í frímerkjastíl, voru til fyrir um 9 milljörðum árum síðan, aðframkomnar af stjörnumyndun. Þótt dvergvetrarbrautirnar séu margfalt smærri en okkar vetrarbraut tvöfaldast fjöldi stjarna í þeim á aðeins 10 milljón árum. Vetrarbrautirnar sem sjást á myndinni geyma ungar og heitar stjörnur sem örva súrefnið í gasinu umhverfis þær svo það lýsir eins og flúrljósaskilti. Stjörnufræðingar telja að þessi öra stjörnumyndun sé mikilvægt skref í myndun dvergvetrarbrauta, sem er algengasta tegund vetrarbrauta í alheiminum. Mynd: NASA, ESA, A. van der Wel (Max Planck Institute for Astronomy), H. Ferguson og A. Koekemoer (Space Telescope Science Institute), og CANDELS liðið.
  • dvergvetrarbrautir, hrinuvetrarbrautirHér sjást 28 dvergvetrarbrautir á mynd sem Hubblessjónauki NASA og ESA tók af UKIDSS Ultra Deep Survey eða UDS svæðinu. Rindilslegar vetrarbrautirnar, sem sjást á myndunum í frímerkjastíl, voru til fyrir um 9 milljörðum árum síðan, aðframkomnar af stjörnumyndun. Þótt dvergvetrarbrautirnar séu margfalt smærri en okkar vetrarbraut tvöfaldast fjöldi stjarna í þeim á aðeins 10 milljón árum. Vetrarbrautirnar sem sjást á myndinni geyma ungar og heitar stjörnur sem örva súrefnið í gasinu umhverfis þær svo það lýsir eins og flúrljósaskilti. Stjörnufræðingar telja að þessi öra stjörnumyndun sé mikilvægt skref í myndun dvergvetrarbrauta, sem er algengasta tegund vetrarbrauta í alheiminum. Mynd: NASA, ESA, A. van der Wel (Max Planck Institute for Astronomy), H. Ferguson og A. Koekemoer (Space Telescope Science Institute), og CANDELS liðið.

Þetta er þýðing á fréttatilkynning frá ESA/Hubble heic1117.