Fjarlægt dulstirni varpar ljósi á vetrarbraut sem nærist
Very Large Telescope ESO rannsakar vöxt vetrarbrauta
Sævar Helgi Bragason
04. júl. 2013
Fréttir
Stjörnufræðingar sem notuðu Very Large Telescope hafa fundið fjarlæga vetrarbraut sem svolgrar í sig gas úr nágrenni sínu.
Stjörnufræðingar sem notuðu Very Large Telescope hafa fundið fjarlæga vetrarbraut sem svolgrar í sig gas úr nágrenni sínu. Gas sést falla inn að vetrarbrautinni í straumi sem knýr bæði áfram myndun nýrra stjarna og snúning vetrarbrautarinnar. Þetta eru bestu beinu sönnunargögnin hingað til sem renna stoðum undir þá kenningu, að vetrarbrautir togi til sín og nærist á efni úr nágrenni sínu til að vaxa og mynda stjörnur. Niðurstöðurnar eru birtar í tímaritinu Science sem kom út 5. júlí 2013.
Stjörnufræðinga hefur lengi grunað að vetrarbrautir vaxi með því að toga til sín efni úr nágrenni sínu en erfitt hefur reynst að sjá þetta ferli með beinum hætti. Nú hefur Very Large Telescope ESO verið notaður til að rannsaka sárasjaldgæfa uppröðun fjarlægrar vetrarbrautar [1] og enn fjarlægara dulstirnis — óhemju bjartan kjarna vetrarbrautar sem knúinn er áfram af risasvartholi. Ljósið frá dulstirninu ferðast í gegnum efnið í kringum vetrarbrautina fyrir framan áður en það berst til Jarðar og gerir mönnum kleift að rannsaka eiginleika gassins í kringum vetrarbrautina í smáatriðum [2]. Þessar nýju mælingar veita okkur bestu myndina hingað til af vetrarbraut að nærast.
„Uppröðun af þessu tagi er mjög sjaldgæf en hún hefur gert okkur kleift að gera einstakar mælingar,“ útskýrir Nicolas Bouché við Research Institute in Astrophysics and Planetology (IRAP) í Toulouse í Frakklandi, aðalhöfundur greinar um rannsóknina. „Við gátum notað Very Large Telescope ESO til að skoða bæði vetrarbrautina sjálfa og gasið í kring. Það þýddi að við gátum ráðist á mikilvægt vandamál um myndun vetrarbrauta: Hvernig vaxa vetrarbrautir og næra myndun nýrra stjarna?“
Vetrarbrautir klára gasbirgðir sínar hratt þegar þegar þær mynda nýjar stjörnur svo einhvern vegin hljóta birgðirnar að endurnýjast stöðugt svo stjörnumyndun geti haldið áfram. Stjörnufræðinga grunaði að lausnin við þessu vandamáli lægi í söfnun kalds gass úr nágrenninu með þyngdartogi vetrarbrautarinnar. Í því tilviki dregur vetrarbraut gas til sín sem svo hringsólar um vetrarbrautina áður en það fellur inn í hana. Þótt áður hafi sést ákveðnar vísbendingar um aðsóp af þessu tagi í öðrum vetrarbrautum [3], hafði hreyfing gassins og aðrir eiginleikar þess ekki verið mældir nákvæmlega fyrr en nú.
Stjörnufræðingarnir notuðu tvö mælitæki sem kallast SINFONI og UVES [4] á VLT sjónaukum ESO í Paranal stjörnustöðinni í norðurhluta Chile. Nýju athuganirnar sýndu hvernig vetrarbrautin sjálf snerist og leiddu auk þess í ljós samsetningu og hreyfingu gassins fyrir utan vetrarbrautina.
„Eiginleikar þessa mikla gasmagns í kringum vetrarbrautina voru nákvæmlega þeir sem við bjuggumst við ef vetrarbrautin togaði kalda gasið til sín,“ segir Michael Murphy (Swinburne University of Technology í Melbourne í Ástralíu) meðhöfundur greinarinnar.„Gasið hreyfist eins og við var búist og er nokkurn vegin af því magni sem við væntum. Það er einnig af réttri samsetningu til að falla fullkomlega að líkönum okkar. Þetta er eins og matartími ljóna í dýragarði — þessi tiltekna vetrarbraut hefur óseðjandi matarlyst og við höfum uppgötvað hvernig hún nærir sjálfa sig svo hún geti vaxið hratt.“
Stjörnufræðingar hafa þegar fundið merki um efni í kringum vetrarbrautir semma í sögu alheimsins en þetta er í fyrsta sinn sem hægt hefur verið að sýna fram á að efni berst inn á við en ekki út og að ákvarða samsetningu þessa ferska eldsneytis fyrir framtíðarkynslóðir stjarna. Ljósið frá dulstirninu er eins og viti sem varpar ljósi á þetta annars ósýnilega gas.
Skýringar
[1] Þessi vetrarbraut fannst fyrst í rannsóknarverkefni SINFONI frá árinu 2012 á rauðviki z = 2 sem kallast SINFONI Mg II Program for Line Emitters (SIMPLE). Dulstirnið í bakgrunni er kallað HE 2243-60 en vetrarbrautin sjálf hefur rauðvik 2,3285 — sem þýðir að við sjáum það þegar alheimurinn var aðeins um tveggja milljarða ára.
[2] Þegar ljósið frá dulstirninu berst í gegnum gasskýin gleypir skýið sumar bylgjulengdir þess. Þá verður til mynstur sem kallast gleypilínur og eru nokkurs konar fingraför sem geta sagt stjörnufræðingum heilmikið um hreyfingu og efnasamsetningu gassins. Án dulstirnisins í bakgrunni væri ekki hægt að afla jafn mikilla upplýsinga — gasskýið gefur ekki frá sér ljós og sést því ekki á ljósmyndum.
[3] Vísbendingar um að vetrarbrautir nærðust á efninu í kringum þær fundust í eldri gögnum, þar á meðal í gögnum SAURON rannsóknarinnar.
[4] SINFONI stendur fyrir Spectrograph for INtegral Field Observations in the Near Infrared en UVES stendur fyrir Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph. Báðir litrófsritar eru á Very Large Telescope ESO. SINFONI sýndi hreyfingu gassins í vetrarbrautinni sjálfri en UVES áhrif gassins í kringum vetrarbrautina á ljósið sem kom frá fjarlægara dulstirninu.
Frekari upplýsingar
Skýrt var frá þessari rannsókn í greininni „Signatures of Cool Gas Fueling a Star-Forming Galaxy at Redshift 2,3“ sem birtist í tímaritinu Science sem kom út 5. júlí 2013.
Í rannsóknarteyminu eru N. Bouché (CNRS; IRAP í Frakklandi), M. T. Murphy (Swinburne University of Technology í Melbourne í Ástralíu), G. G. Kacprzak (Swinburne University of Technology í Ástralíu; Australian Research Council Super Science Fellow), C. Péroux (Aix Marseille University, CNRS í Frakklandi), T. Contini (CNRS; University Paul Sabatier of Toulouse í Frakklandi), C. L. Martin (University of California Santa Barbara í Bandaríkjunum), M. Dessauges-Zavadsky (Observatory of Geneva í Sviss).
ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir 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 tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 39 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.
Tenglar
Tengiliðir
Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Reykjavik, Iceland
Farsími: +354-896-1984
Tölvupóstur: [email protected]
Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1330.
Tengdar myndir
Þessi teikning listamanns sýnir vetrarbraut snemma í sögu alheimsins, aðeins tveimur milljörðum ára eftir Miklahvell, að sanka að sér köldu gasi (appelsínugult) úr nágrenni sínu. Stjörnufræðingar hafa fundið heilmargt út um þetta fyrirbæri með því að rannsaka ekki aðeins vetrarbrautina sjálfa, heldur líka ljósið frá miklu fjarlægara dulstirni (bjarta fyrirbærið vinstra megin við vetrarbrautina í miðjunni), sem fyrir tilviljun er á réttum stað til þess að skína í gegnum gasið. Hreyfing gassins og samsetning þess falla mjög vel að kenningum um kalda gassöfnun vetrarbrauta til að næra myndun nýrra stjarna og vöxt vetrarbrauta. Mynd: ESO/L. Calçada/ESA/AOES Medialab
Þessi víðmynd sýnir himinninn í kringum mjög sjaldgæft par vetrarbrautar og dulstirnis í stjörnumerkinu Túkaninum. Bæði dulstinið og vetrarbrautin eru of dauf til að sjást á þessari mynd sem tekin var með tiltölulega litlum sjónauka en búið er að merkja inn staðsetningu þeirra. Myndin var búin til úr gögnum Digitized Sky Survey 2. Mynd: ESO/Digitized Sky Survey 2. Þakkir: Davide De Martin
Fjarlægt dulstirni varpar ljósi á vetrarbraut sem nærist
Very Large Telescope ESO rannsakar vöxt vetrarbrauta
Sævar Helgi Bragason 04. júl. 2013 Fréttir
Stjörnufræðingar sem notuðu Very Large Telescope hafa fundið fjarlæga vetrarbraut sem svolgrar í sig gas úr nágrenni sínu. Gas sést falla inn að vetrarbrautinni í straumi sem knýr bæði áfram myndun nýrra stjarna og snúning vetrarbrautarinnar. Þetta eru bestu beinu sönnunargögnin hingað til sem renna stoðum undir þá kenningu, að vetrarbrautir togi til sín og nærist á efni úr nágrenni sínu til að vaxa og mynda stjörnur. Niðurstöðurnar eru birtar í tímaritinu Science sem kom út 5. júlí 2013.
Stjörnufræðinga hefur lengi grunað að vetrarbrautir vaxi með því að toga til sín efni úr nágrenni sínu en erfitt hefur reynst að sjá þetta ferli með beinum hætti. Nú hefur Very Large Telescope ESO verið notaður til að rannsaka sárasjaldgæfa uppröðun fjarlægrar vetrarbrautar [1] og enn fjarlægara dulstirnis — óhemju bjartan kjarna vetrarbrautar sem knúinn er áfram af risasvartholi. Ljósið frá dulstirninu ferðast í gegnum efnið í kringum vetrarbrautina fyrir framan áður en það berst til Jarðar og gerir mönnum kleift að rannsaka eiginleika gassins í kringum vetrarbrautina í smáatriðum [2]. Þessar nýju mælingar veita okkur bestu myndina hingað til af vetrarbraut að nærast.
„Uppröðun af þessu tagi er mjög sjaldgæf en hún hefur gert okkur kleift að gera einstakar mælingar,“ útskýrir Nicolas Bouché við Research Institute in Astrophysics and Planetology (IRAP) í Toulouse í Frakklandi, aðalhöfundur greinar um rannsóknina. „Við gátum notað Very Large Telescope ESO til að skoða bæði vetrarbrautina sjálfa og gasið í kring. Það þýddi að við gátum ráðist á mikilvægt vandamál um myndun vetrarbrauta: Hvernig vaxa vetrarbrautir og næra myndun nýrra stjarna?“
Vetrarbrautir klára gasbirgðir sínar hratt þegar þegar þær mynda nýjar stjörnur svo einhvern vegin hljóta birgðirnar að endurnýjast stöðugt svo stjörnumyndun geti haldið áfram. Stjörnufræðinga grunaði að lausnin við þessu vandamáli lægi í söfnun kalds gass úr nágrenninu með þyngdartogi vetrarbrautarinnar. Í því tilviki dregur vetrarbraut gas til sín sem svo hringsólar um vetrarbrautina áður en það fellur inn í hana. Þótt áður hafi sést ákveðnar vísbendingar um aðsóp af þessu tagi í öðrum vetrarbrautum [3], hafði hreyfing gassins og aðrir eiginleikar þess ekki verið mældir nákvæmlega fyrr en nú.
Stjörnufræðingarnir notuðu tvö mælitæki sem kallast SINFONI og UVES [4] á VLT sjónaukum ESO í Paranal stjörnustöðinni í norðurhluta Chile. Nýju athuganirnar sýndu hvernig vetrarbrautin sjálf snerist og leiddu auk þess í ljós samsetningu og hreyfingu gassins fyrir utan vetrarbrautina.
„Eiginleikar þessa mikla gasmagns í kringum vetrarbrautina voru nákvæmlega þeir sem við bjuggumst við ef vetrarbrautin togaði kalda gasið til sín,“ segir Michael Murphy (Swinburne University of Technology í Melbourne í Ástralíu) meðhöfundur greinarinnar.„Gasið hreyfist eins og við var búist og er nokkurn vegin af því magni sem við væntum. Það er einnig af réttri samsetningu til að falla fullkomlega að líkönum okkar. Þetta er eins og matartími ljóna í dýragarði — þessi tiltekna vetrarbraut hefur óseðjandi matarlyst og við höfum uppgötvað hvernig hún nærir sjálfa sig svo hún geti vaxið hratt.“
Stjörnufræðingar hafa þegar fundið merki um efni í kringum vetrarbrautir semma í sögu alheimsins en þetta er í fyrsta sinn sem hægt hefur verið að sýna fram á að efni berst inn á við en ekki út og að ákvarða samsetningu þessa ferska eldsneytis fyrir framtíðarkynslóðir stjarna. Ljósið frá dulstirninu er eins og viti sem varpar ljósi á þetta annars ósýnilega gas.
Skýringar
[1] Þessi vetrarbraut fannst fyrst í rannsóknarverkefni SINFONI frá árinu 2012 á rauðviki z = 2 sem kallast SINFONI Mg II Program for Line Emitters (SIMPLE). Dulstirnið í bakgrunni er kallað HE 2243-60 en vetrarbrautin sjálf hefur rauðvik 2,3285 — sem þýðir að við sjáum það þegar alheimurinn var aðeins um tveggja milljarða ára.
[2] Þegar ljósið frá dulstirninu berst í gegnum gasskýin gleypir skýið sumar bylgjulengdir þess. Þá verður til mynstur sem kallast gleypilínur og eru nokkurs konar fingraför sem geta sagt stjörnufræðingum heilmikið um hreyfingu og efnasamsetningu gassins. Án dulstirnisins í bakgrunni væri ekki hægt að afla jafn mikilla upplýsinga — gasskýið gefur ekki frá sér ljós og sést því ekki á ljósmyndum.
[3] Vísbendingar um að vetrarbrautir nærðust á efninu í kringum þær fundust í eldri gögnum, þar á meðal í gögnum SAURON rannsóknarinnar.
[4] SINFONI stendur fyrir Spectrograph for INtegral Field Observations in the Near Infrared en UVES stendur fyrir Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph. Báðir litrófsritar eru á Very Large Telescope ESO. SINFONI sýndi hreyfingu gassins í vetrarbrautinni sjálfri en UVES áhrif gassins í kringum vetrarbrautina á ljósið sem kom frá fjarlægara dulstirninu.
Frekari upplýsingar
Skýrt var frá þessari rannsókn í greininni „Signatures of Cool Gas Fueling a Star-Forming Galaxy at Redshift 2,3“ sem birtist í tímaritinu Science sem kom út 5. júlí 2013.
Í rannsóknarteyminu eru N. Bouché (CNRS; IRAP í Frakklandi), M. T. Murphy (Swinburne University of Technology í Melbourne í Ástralíu), G. G. Kacprzak (Swinburne University of Technology í Ástralíu; Australian Research Council Super Science Fellow), C. Péroux (Aix Marseille University, CNRS í Frakklandi), T. Contini (CNRS; University Paul Sabatier of Toulouse í Frakklandi), C. L. Martin (University of California Santa Barbara í Bandaríkjunum), M. Dessauges-Zavadsky (Observatory of Geneva í Sviss).
ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir 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 tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 39 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.
Tenglar
Tengiliðir
Sævar Helgi Bragason
Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1330.University of Iceland
Reykjavik, Iceland
Farsími: +354-896-1984
Tölvupóstur: [email protected]
Tengdar myndir