Hubble sviptir hulunni af draugavetrarbrautum
Sævar Helgi Bragason
10. júl. 2012
Fréttir
Stjörnufræðingar hafa beint Hubblessjónaukanum að sumum af minnstu, daufustu og frumstæðustu vetrarbrautunum í nágrenni okkar í geimnum.
Stjörnufræðingar hafa notað Hubble geimsjónauka NASA og ESA til að rannsaka sumar af minnstu og daufustu vetrarbrautunum í nágrenni okkar í geimnum. Þessar vetrarbrautir eru nokkurs konar steingervingar frá árdögum alheimsins og hafa vart breyst undanfarna 13 milljarða ára. Uppgötvunin gæti hjálpað til við að útskýra vandamálið um týndu fylgivetrarbrautirnar, þar sem mjög fáar slíkar hafa fundist í kringum vetrarbrautina okkar miðað við þær þúsundir sem kenningar stjörnufræðinga spá fyrir um.
Stjörnufræðinar hafa lengi velt fyrir sér hvers vegna sumar dvergvetrarbrautir í nágrenni okkar vetrarbrautar, innihalda svo fáar stjörnur. Talið er að þessar vetrarbrautir séu með þeim minnstu, elstu og frumstæðustu í alheiminum en þær hafa greinst í sjálfvirkri leit í gögnum Sloan Digital Sky Survey. Til að finna út hvers vegna þessar vetrarbrautir eru jafn snauðar stjörnum og raun ber vitni — og hvers vegna svo fáar vetrarbrautir hafa fundist — þurfti alþjóðlegur hópur stjörnufræðinga hjálp frá Hubblessjónaukanum.
Myndir Hubbles af þremur þessara litlu vetrarbrauta — Herkúlesar-, Ljónið IV- og Stórabjörns-dvergvetrarbrautunum — sýna að allar hófu þær að mynda stjörnur fyrir meira en 13 milljörðum ára. Jafnskjótt hætti stjörnumyndun, allt á fyrsta ármilljarðinum eftir Miklahvell. Stjörnur þessara dvergvetrarbrauta eru álíka gamlar og í Messier 92, elstu kúluþyrpingunni við vetrarbrautina okkar.
„Allar þessar vetrarbrautir eru gamlar en á sama aldri, svo við vitum að eitthvað stöðvaði snögglega nýmyndun stjarna í öllum þessum vetrarbrautum“ sagði Tom Brown við Geimsjónaukastofnunina í Baltimore í Bandaríkjunum sem hafði umsjón með rannsókninni. „Líklegasta skýringin er ferli sem kallast endurjónun.“
Vetrarbrautaleifarnar eru vísbending um atburð sem varð snemma í sögu alheimsins og leiddi til þess að myndun stjarna í litlum vetrarbrautum hætti. Þessi atburður virðist hafa orðið á sama tíma og fyrstu stjörnurnar brutust í gegnum köldu vetnisþokuna í árdaga alheimsins við ferli sem kallast endurjónun. Á endurjónunarskeiðinu, sem hófst fyrsta ármilljarðinn eftir Miklahvell, reif geislun frá fyrstu stjörnunum rafeindir af frumstæðum vetnisatómum og jónaði þannig kalda vetnisgasið í alheiminum. [2]
Þessi sama geislun og hratt af stað endurjónuninni, virðist líka hafa stöðvað stjörnumyndun í dvergvetrarbrautum eins og þeim sem hópur Browns rannsakaði. Litlu, óreglulegu vetrarbrautirnar urðu til um 100 milljón árum áður en endurjónunin hófst og höfðu nýgetið af sér stjörnur á þeim tíma. Þessar vetrarbrautir eru um 2.000 ljósár í þvermál, — í fjaðurvigt miðað við stærri frænkur sínar í nágrenni okkar vetrarbrautar. Ólíkt frænkum sínum voru þessar örsmáu vetrarbrautir ekki nægilega massamiklar til að verjast sterku útfjólubláu ljósi sínu. Það litla gas sem í þeim var, fauk burt þegar flóð af útfjólubláu ljósi streymdi í gegnum þær. Gasforðinn kláraðist svo vetrarbrautirnar gátu ekki framleitt nýjar stjörnur.
Með þessari uppgötvun er mögulegt að útskýra vandamálið um týndu fylgivetrarbrautirnar, þar sem aðeins örfáir tugir dvergvetrarbrauta hafa fundist á sveimi um vetrarbrautina okkar, á meðan tölvulíkön spá fyrir um mörg þúsund slíkar. Ein möguleg útskýring á fæð þeirra er sú að mjög lítil, eða jafnvel engin, stjörnumyndun hafi verið í minnstu dvergvetrarbrautunum sem geri þær nánast ósýnilegar.
Í Sloan kortlagningunni fannst yfir tugur vetrarbrauta af þesus tagi í nágrenni okkar í geimnum. Í þeim eru mjög fáar stjörnur — aðeins nokkur hundruð eða þúsund — en innihalda mikið hulduefni sem hjálpar vetrarbrautum að verða til. Venjulegar dvergvetrarbrautir við vetrarbrautina okkar innihalda tíu sinnum meira hulduefni en venjulegt efni (gas og stjörnur), á meðan hulduefnið í þessum ofurdaufu dvergvetrarbrautum vegur að minnsta kosti 100 sinnum meira en venjulegt efni. Stjörnufræðingar telja að á himninum séu margir tugir ofurdaufra dvergvetrarbrauta sem innihalda fáar stjörnur. Og vísbendingar um að stjörnumyndun hafi stöðvast í þeim benda til að þær sem innihalda nánast engar stjörnur séu í þúsundatali.
„Með því að skoða stjörnumyndunarsögu þeirra dvergvetrarbrauta sam við sjáum, hefur Hubble hjálpað okkur að útskýra fæð þessara fyrirbæra: Stjörnumyndunin í þeim stöðvaðist vegna endurjónunar“ sagði Jason Tumlinson við Geimsjónaukastofnunina og meðlimur í rannsóknarhópnum.
Niðurstöðurnar eru birtar í hefti The Astrophysical Journal Letters sem kom út 1. júlí.
Skýringar
Hubble geimsjónaukinn er alþjóðlegt samstarfsverkefni ESA og NASA.
Í rannsóknarteyminu eru T. M. Brown (STScI), J. Tumlinson (STScI), M. Geha (Yale), E. N. Kirby (Cal Tech), D. A. VandenBerg (University of Victoria), R. R. Munoz (University of Chile), J. S. Kalirai (STScI), J. D. Simon (Carnegie Institution), R. J. Avila (STScI), P. Guhathakurta (UCO/Lick), A. Renzini (Osservatorio Astronomico di Padova) og H. C. Ferguson (STScI)
[1] Kúluþyrpingar eru þétt, kúlulaga söfn nokkur hundruð þúsunda stjarna. Vitað er að þær geyma margar elstu stjörnum alheims sem urðu allar til í einu og eru því allar jafn gamlar.
[2] Endurjónunarskeiðið markar einnig mörk þess hve langt er hægt að sjá með sjónaukum. Ferlið gerði vetnisgas í geimnum gegnsætt fyrir útfjólubláu ljósi.
Myndir: NASA, ESA og T. Brown (STScI)
Tenglar
Tengiliður
Sævar Helgi Bragason
Háskóla Íslands
Sími: 896-1984
Email: [email protected]
Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESA/Hubble heic1211
Tengdar myndir
Þessi mynd Hubblessjónaukans sýnir dvergvetrarbrautina Ljónið IV sem er í um 500.000 ljósára fjarlægð. Augljóst er hvers vegna stjörnufræðingum hefur reynst örðugt að finna þessa litlu vetrarbraut: Hún er eiginlega hvergi sjáanleg. Stjörnur hennar skera sig nánast ekkert út úr bakgrunninum.
Þessar myndir af dvergvetrarbrautinni Ljónið IV tók Hubblessjónaukinn. Myndin vinstra megin sýnir fáeinar stjörnur í vetrarbrautinni á svæði sem er 83 ljósár á breidd og 163 ljósár að lengd. Í miðjunni er nærmynd af vetrarbrautum í bakgrunni. Myndin hægra megin sýnir aðeins stjörnur í Ljónið IV. Vetrarbrautin inniheldur nokkur þúsund stjörnur á borð við sólina, rauða dverga og nokkra rauða risa sem eru bjartari en sólin.
Hér sést víðmynd Sloan Digital Sky Survey af dvergvetrarbrautinni Ljónið IV. Punktalínan táknar útlínur þessarar vetrarbrautar sem er um 1.100 ljósár í þvermál. Í boxinu hægra megin er nærmynd Hubbles af svæði sem er 483 ljósár á breidd.
Þessar tölvuteikningar sýna dreifingu hulduefnis í kringum vetrarbrautina okkar. Efst sjást þúsundir hulduefnisklumpa í kringum vetrarbrautina okkar í miðjunni. Grænu kekkirnir þar fyrir neðan eru þeir hulduefnisklumpar sem eru nógu massamiklir til að draga til sín gas og hrinda af stað stjörnumyndun sem getur af sér dvergvetrarbrautir. Rauðu kekkirnir neðst eru ofurdaufu dvergvetrarbrautirnar sem hættu að mynda stjörnur fyrir óralöngu, líklega vegna endurjónunar í alheiminum.
Hubble sviptir hulunni af draugavetrarbrautum
Sævar Helgi Bragason 10. júl. 2012 Fréttir
Stjörnufræðingar hafa beint Hubblessjónaukanum að sumum af minnstu, daufustu og frumstæðustu vetrarbrautunum í nágrenni okkar í geimnum.
Stjörnufræðingar hafa notað Hubble geimsjónauka NASA og ESA til að rannsaka sumar af minnstu og daufustu vetrarbrautunum í nágrenni okkar í geimnum. Þessar vetrarbrautir eru nokkurs konar steingervingar frá árdögum alheimsins og hafa vart breyst undanfarna 13 milljarða ára. Uppgötvunin gæti hjálpað til við að útskýra vandamálið um týndu fylgivetrarbrautirnar, þar sem mjög fáar slíkar hafa fundist í kringum vetrarbrautina okkar miðað við þær þúsundir sem kenningar stjörnufræðinga spá fyrir um.
Stjörnufræðinar hafa lengi velt fyrir sér hvers vegna sumar dvergvetrarbrautir í nágrenni okkar vetrarbrautar, innihalda svo fáar stjörnur. Talið er að þessar vetrarbrautir séu með þeim minnstu, elstu og frumstæðustu í alheiminum en þær hafa greinst í sjálfvirkri leit í gögnum Sloan Digital Sky Survey. Til að finna út hvers vegna þessar vetrarbrautir eru jafn snauðar stjörnum og raun ber vitni — og hvers vegna svo fáar vetrarbrautir hafa fundist — þurfti alþjóðlegur hópur stjörnufræðinga hjálp frá Hubblessjónaukanum.
Myndir Hubbles af þremur þessara litlu vetrarbrauta — Herkúlesar-, Ljónið IV- og Stórabjörns-dvergvetrarbrautunum — sýna að allar hófu þær að mynda stjörnur fyrir meira en 13 milljörðum ára. Jafnskjótt hætti stjörnumyndun, allt á fyrsta ármilljarðinum eftir Miklahvell. Stjörnur þessara dvergvetrarbrauta eru álíka gamlar og í Messier 92, elstu kúluþyrpingunni við vetrarbrautina okkar.
„Allar þessar vetrarbrautir eru gamlar en á sama aldri, svo við vitum að eitthvað stöðvaði snögglega nýmyndun stjarna í öllum þessum vetrarbrautum“ sagði Tom Brown við Geimsjónaukastofnunina í Baltimore í Bandaríkjunum sem hafði umsjón með rannsókninni. „Líklegasta skýringin er ferli sem kallast endurjónun.“
Vetrarbrautaleifarnar eru vísbending um atburð sem varð snemma í sögu alheimsins og leiddi til þess að myndun stjarna í litlum vetrarbrautum hætti. Þessi atburður virðist hafa orðið á sama tíma og fyrstu stjörnurnar brutust í gegnum köldu vetnisþokuna í árdaga alheimsins við ferli sem kallast endurjónun. Á endurjónunarskeiðinu, sem hófst fyrsta ármilljarðinn eftir Miklahvell, reif geislun frá fyrstu stjörnunum rafeindir af frumstæðum vetnisatómum og jónaði þannig kalda vetnisgasið í alheiminum. [2]
Þessi sama geislun og hratt af stað endurjónuninni, virðist líka hafa stöðvað stjörnumyndun í dvergvetrarbrautum eins og þeim sem hópur Browns rannsakaði. Litlu, óreglulegu vetrarbrautirnar urðu til um 100 milljón árum áður en endurjónunin hófst og höfðu nýgetið af sér stjörnur á þeim tíma. Þessar vetrarbrautir eru um 2.000 ljósár í þvermál, — í fjaðurvigt miðað við stærri frænkur sínar í nágrenni okkar vetrarbrautar. Ólíkt frænkum sínum voru þessar örsmáu vetrarbrautir ekki nægilega massamiklar til að verjast sterku útfjólubláu ljósi sínu. Það litla gas sem í þeim var, fauk burt þegar flóð af útfjólubláu ljósi streymdi í gegnum þær. Gasforðinn kláraðist svo vetrarbrautirnar gátu ekki framleitt nýjar stjörnur.
Með þessari uppgötvun er mögulegt að útskýra vandamálið um týndu fylgivetrarbrautirnar, þar sem aðeins örfáir tugir dvergvetrarbrauta hafa fundist á sveimi um vetrarbrautina okkar, á meðan tölvulíkön spá fyrir um mörg þúsund slíkar. Ein möguleg útskýring á fæð þeirra er sú að mjög lítil, eða jafnvel engin, stjörnumyndun hafi verið í minnstu dvergvetrarbrautunum sem geri þær nánast ósýnilegar.
Í Sloan kortlagningunni fannst yfir tugur vetrarbrauta af þesus tagi í nágrenni okkar í geimnum. Í þeim eru mjög fáar stjörnur — aðeins nokkur hundruð eða þúsund — en innihalda mikið hulduefni sem hjálpar vetrarbrautum að verða til. Venjulegar dvergvetrarbrautir við vetrarbrautina okkar innihalda tíu sinnum meira hulduefni en venjulegt efni (gas og stjörnur), á meðan hulduefnið í þessum ofurdaufu dvergvetrarbrautum vegur að minnsta kosti 100 sinnum meira en venjulegt efni. Stjörnufræðingar telja að á himninum séu margir tugir ofurdaufra dvergvetrarbrauta sem innihalda fáar stjörnur. Og vísbendingar um að stjörnumyndun hafi stöðvast í þeim benda til að þær sem innihalda nánast engar stjörnur séu í þúsundatali.
„Með því að skoða stjörnumyndunarsögu þeirra dvergvetrarbrauta sam við sjáum, hefur Hubble hjálpað okkur að útskýra fæð þessara fyrirbæra: Stjörnumyndunin í þeim stöðvaðist vegna endurjónunar“ sagði Jason Tumlinson við Geimsjónaukastofnunina og meðlimur í rannsóknarhópnum.
Niðurstöðurnar eru birtar í hefti The Astrophysical Journal Letters sem kom út 1. júlí.
Skýringar
Hubble geimsjónaukinn er alþjóðlegt samstarfsverkefni ESA og NASA.
Í rannsóknarteyminu eru T. M. Brown (STScI), J. Tumlinson (STScI), M. Geha (Yale), E. N. Kirby (Cal Tech), D. A. VandenBerg (University of Victoria), R. R. Munoz (University of Chile), J. S. Kalirai (STScI), J. D. Simon (Carnegie Institution), R. J. Avila (STScI), P. Guhathakurta (UCO/Lick), A. Renzini (Osservatorio Astronomico di Padova) og H. C. Ferguson (STScI)
[1] Kúluþyrpingar eru þétt, kúlulaga söfn nokkur hundruð þúsunda stjarna. Vitað er að þær geyma margar elstu stjörnum alheims sem urðu allar til í einu og eru því allar jafn gamlar.
[2] Endurjónunarskeiðið markar einnig mörk þess hve langt er hægt að sjá með sjónaukum. Ferlið gerði vetnisgas í geimnum gegnsætt fyrir útfjólubláu ljósi.
Myndir: NASA, ESA og T. Brown (STScI)
Tenglar
Vísindagreinin
Myndir af Hubblessjónaukanum
Tengiliður
Sævar Helgi Bragason
Háskóla Íslands
Sími: 896-1984
Email: [email protected]
Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESA/Hubble heic1211
Tengdar myndir