Print
Parent Category: Astronomi
Category: Galakser

Tidlige massive galakser og starbursts

Ved hjælp af APEX-teleskopet har et hold astronomer fundet den hidtil mest overbevisende forbindelse mellem de kraftigste udbrud af stjernedannelse i det tidlige univers og de tungeste galakser, der findes i dag.

Galakserne, der i det tidlige univers blomstrede med dramatisk, nærmest eksplosiv stjernedannelse, fik brat afbrudt fødslen af nye stjerner så de i dag ses som tunge – men passive – galakser af aldrende stjerner. Astronomerne har også en sandsynlig årsag til den pludselige afslutning på den voldsomme, nærmest eksplosive stjernedannelse: supertunge sorte huller kom på banen.

Astronomer har kombineret observationer fra LABOCA-kameraet på 12 meter Atacama Pathfinder Experiment (APEX) teleskopet, der drives af ESO, med målinger foretaget med ESO’s Very Large Telescope, NASA’s Spitzer Space Telescope og andre, for at se på hvordan fjerne lysstærke galakser er samlet sammen i grupper eller hobe.

Jo tættere galakserne er samlet, desto tungere er deres haloer af mørkt stof – det usynlige materiale, som udgør langt størstedelen af en galakses masse. De nye resultater er de mest nøjagtige målinger af hvordan galakser af denne type klumper sig sammen, der nogensinde er lavet.

Galakserne er så fjerne, at deres lys har rejst omkring 10 milliarder år for at nå os, så vi ser dem som de så ud for omkring 10 milliarder år siden. I disse glimt fra det tidlige univers, er galakserne i gang med den mest intense form for stjernedannelsesaktivitet vi kender, på engelsk kaldet et starburst.

Ved at måle hvor tunge haloerne af mørkt stof omkring galakserne er, og ved at lave computersimuleringer for at studere, hvordan haloer vokser over tid, har astronomerne fundet ud af, at disse fjerne stjernedannende galakser fra det tidlige univers med tiden bliver til gigantiske elliptiske galakser – de tungeste galakser i det nutidige univers.

Tidlige massive galakser og starbursts

”Det er første gang, at vi har været i stand til at vise denne klare forbindelse mellem de mest voldsomt stjernedannende galakser i det tidlige univers, og de tungeste galakser i dag,” forklarer Ryan Hickox (Dartmouth College, USA og Durham University, Storbritannien), den ledende forsker på holdet.

Desuden tyder de nye observationer på at de voldsomme udbrud af stjernedannelse i disse fjerne galakser varede i blot 100 millioner år – meget kort tid på kosmologisk tidsskala – men i denne korte tid var de ikke desto mindre i stand til at fordoble mængden af stjerner i galakserne. Den pludselige afslutning af denne hurtige vækst er en anden del af historien om galakser som astronomerne endnu ikke har forstået fuldt ud.

”Vi ved, at tunge elliptiske galakser ophørte med at producere stjerner temmelig pludseligt for lang tid siden, og de er nu passive. Og forskerne spekulerer over, hvad der kunne være kraftfuldt nok til at lukke nu for en hel galakses stjernedannelse,” siger holdmedlem Julie Wardlow (University of California og Durham University, UK).

Holdets resultater giver en mulig forklaring: På det tidspunkt i universets historie er de stjernedannende galakser samlet sammen på en måde, der er meget lig den måde kvasarer er samlet på. Det tyder på, at de findes i de samme haloer af mørkt stof. Kvasarer er blandt de mest energirige objekter i universet – galaktiske fyrtårn, der udsender intens stråling, drevet af et supertungt sort hul i deres centrum.

Der er mere og mere , der tyder på, at den intense, nærmest eksplosive stjernedannelse også driver kvasaren ved at fodre det sorte hul med enorme mængder af materiale. Kvasaren udsender til gengæld kraftige udbrud af energi, der menes at blæse galaksens tilbageværende gas væk – råstoffet til nye stjerner – og det lukker effektivt ned for stjernedannelsen.

”Kort sagt, galaksernes kronede dage med intens stjernedannelse besegler også deres skæbne ved at fodre de kæmpe sorte huller i deres centrum, som derefter enten ødelægger de stjernedannende skyer eller blæser dem væk,” forklarer holdmedlem David Alexander (Durham University).

Kilde: ESO