Galakser

Gassen bliver flået ud fra galaksen ESO 137-001 i takt med at den pløjer sig ind i en kæmpe galaksehob. Det giver forklaringen på en gammel gåde: Hvorfor dannes der ikke længere nye stjerner i galaksehobe? Det er nye målinger med et nyt instrument, MUSE på ESOs Very Large Telescope, som har givet det indtil nu bedste kig på denne kosmiske kollission.

ESO 137-001 er en spiralgalakse 200 millioner lysår borte, i stjernebilledet Sydlige Trekant på den sydlige himmelhalvkugle. Forskerholdet under ledelse af Michele Fumagalli fra Extragalactic Astronomy Group og Institute for Computational Cosmology ved Durham University, er nogen af de første til at anvende ESOs nye instrument Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) på VLT. Galaksen er med stor fart på vej ind i den store klynge af galakser Normahoben i stjernebilledet Norma (Linealen), og nu kan vi tydeligere end nogensinde før se, hvad der sker.

Med MUSE får astronomerne ikke kun et billede, men et spektrum, altså en regnbue af farver, for hver eneste pixel i billedet. Hver gang forskerne ser på et objekt får de samtidig omkring 90.000 spektrer fra instrumentet, og dermed kan der opbyggs yderst detaljerede kort over bevægelsen og andre egenskaber ved de objekter, som observeres.


Hubble og Chandra fotos af ESO 137-001

Den proces, som frarøver ESO 137-001 dens råmaterialer, kaldes ram-pressure stripping. Der findes ikke noget dansk udtryk for begrebet, men det er det, som sker, når et objekt bevæger sig med stor fart igennem en væske eller en gas. Det er lidt det samme, som når hunden stikker hovedet ud ad vinduet i bilen. I tilfældet med hunden er gassen selvfølgelig den atmosfæriske luft. I galaksetilfældet er det den enorme sky af meget tynd, men varm gas, som indhyller den galaksehob, som ESO 137-001 er på vej ind i med adskillige millioner km/t.

Det meste af galaksens egen gas bliver strippet væk, og det er det materiale, som den skulle have brugt til at danne den næste generation af nye blå stjerner. ESO 137-001 er lige midt i denne galaktiske makeover, så den er på vej fra at være en blå gasrig galakse til at blive en gasfattig rød galakse. Det vi her ser, vil gøre sit til, at vi kan opklare en gammel videnskabelig gåde, siger forskerne.

Det, at finde ud af hvordan og hvorfor galasker i hobe udvikler sig fra blå til røde i løbet af meget kort tid, er et af de store spørgsmål i moderne astronomi," siger Fumagalli. "Her har vi fanget en galakse midt i skiftet fra det ene til det andet, og det giver os mulighed for at undersøge selve processen."

- Men det er ikke nogen let opgave at iagttage dette kosmiske skue. Normahoben ligger tæt ved vores egen galakse, Mælkevejens plan, så hoben er gemt bag store mængder af lokalt støv og gas.

MUSE er monteret på et af de fire 8 m VLT-teleskoper på Paranal Observatoriet i Chile. Forskerne kunne ikke kun finde gassen i og omkring galaksen. De kunne også se, hvordan gassen bevæger sig. Det nye instrument er så effektivt, at det var nok med en enkelt times observationstid for at få både et højopløsningsbillede af galaksen og få fordelingen og bevægelsen i gassen.

På målingerne kan man se, at de ydre områder omkring ESO 137-001 allerede er helt fri for gas. Det skyldes at gassen i hoben - som er millioner af grader varm, men meget tynd - skubber de koldere gasser væk fra ESO 137-001 mens den er på vej ind imod hobens centrum. Det sker først i spiralarmene, hvor stjerner og stof er tyndere end i galaksens kerneområde. I de ydre dele har tyngdekraften heller ikke så godt fat i gassen. I kernen er der tilstrækkelig tyngdekraft til, at galaksen stadig kan klare tovtrækkeriet, så her kan der stadig observeres gas.

Med tiden vil al gassen i galaksen bliver revet ud i klartlysende strømme bag ESO 137-001 som beviser på dette intergalaktiske røveri. Den gas, som bliver flået væk fra galaksen bliver blandet op med den varme gas, som er i hoben i forvejen, og det bevirker flotte "haler", som kan strække sig over 200.000 lysår. Forskerholdet har taget et kig på disse haler, for bedre at forstå, hvordan der opstår turbulens ved sammenblandingen.

En af overraskelserne i de nye observationer med MUSE er, at gassen i halerne stadig fortsætter med at rotere på samme måde som galaksen selv gør det, selv efter at de er blevet fejet ud fra galaksen. Desuden har forskerne kunnet bestemme, at stjernerne i ESO 137-001 stadig kredser om galaksecenteret som de altid har gjort. Det viser klart, at det er gassen i galaksehoben, som er den skyldige i røveriet - det er ikke en effekt af tyngdekræfterne.

Matteo Fossati (Universitäts-Sternwarte München og Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Tyskland) og medforfatter til artiklen slutter: "Vi er meget tættere på helt at forstå, hvad der foregår i disse kollissioner, nu hvor vi har de nye MUSE-observationer. Vi kan se både galaksens og gassernes bevægelser i detaljer, og det ville ikke have været muligt uden MUSE. Med disse og med fremtidige observationer kan vi få et bedre billede af, hvad det er, der styrer galaksernes udvikling."


KIlde: ESO
Galaksen NGC1291 og dens ring af nye stjernerBilleder med det infrarøde rumteleskop Spitzer, har afsløret en usædvanlig ring af stjernedanneler som galaksen NGC1291. Selve galaksen er en aldrende galakse uden ret mange stjernedannelser. Men rundt om den er der en bølge af nyestjernedannelser som astronomerne mener kan være sat igang af den samme hændelse, som skabte en bjælke i dens midte, hvor den stoppede stjernedannelserne.

LÆS og SE MERE på Spitzer hjemmeside
radiojets fra sort hul i galaksekerneI det tidlige univers lavede galakserne massive mængder nye stjerner (starburstst), men på et tidspunkt stopper disse massive starbursts.
Nu har astronomer fundet, at Sunyaev–Zel’dovich (SZ) -signaturen som stammer fra massive radio-jets i galaksehobe også kan detekteres fra enkelte galaksekerner.
Dermed har du kunnet vise at når de sorte huller bliver tilpas aktive, stopper det starburstene.

Kilde: John Hopkins University
galaksehoben Abell2744 fotograferet af Hubble Er vi sikre på rødforkyndning og afstande?
Vores aftsandsbedømmelse af afstandende til de fjerneste galakser afhæænger i høj grad af forholdet mellem afstand og rødforkydning. Men Hubble-konstanten har været revirderet nogle gange og er også forbundet med nogen usikkerhed.

Et hold forskere som har studeret nogle af de tidligste galakser har derfor benyttet en anden metode; Nemlig ved at måle tyngdefeltets bøjning af lyset fra de fjerne galakser, der gemmer sig i baggrunden af galaksehoben Abell2744. på billedet herover

På billedet her i de små indsatte bokse, ses et par rødlige skygger: Det er de stærkt rødfiorskudte afbøjede billeder af en fjernere galakse i baggrunden.

Ved først at måle rødforskydningen af lyset fra den fjerne galakse til 10, som svarer til en rekord-afstand på 13 milliarder lysår
For at kontrollere denne afstand målte de derefter vinkel afstanden mellem galakse-skyggerne, og regnede sig derudfra baglæns til afstanden til den fjerne galakse.

Det har man kunnet, fordi man kan måle og beregne massen af galakserne i galaksehoben, hvor de ligger så tæt at man kan måle deres indbyrdes masser. Derefter kan man så regne ud hvor langt væk den fjerne galakse skal ligge for at forklare adskillelsen mellem skyggerne.

De kom frem til at galaksen må ligge 13,3 milliarder lysår væk, svarende til at den befandt sig i en tid kun 500 millioner år efter Big Bang og dermed er en af de tidligste kendte galakser. Man har godt nok fundet 3 endnu tidligere galakser, men denne er betydeligt svagere og mindre, og peger dermed på at dre ogsp var mindre galakser dengang.

Kilde. ESA Hubble site
stronomerne har opklaret endnu en bid af hemmeligheden bag dannelsen af stjerner i de meget unge galaksehobe i Universets tidligste dage. Med APEXteleskopet har det vist sig, at stjernedannelsen ikke blot er skjult af kosmisk støv, men også at det sker nogle steder i galakserne, som er komplet uventede. Det er første gang, det er lykkedes at få fuldstændigt overblik over stjernedannelsen i en ung galaksehob.

Galaksehobene er de største objekter i Universet. De bliver holdt sammen af tyngdekraften, men vi forstår ikke ret godt hvordan hobene dannes. I mere end 20 år har astronomerne studeret den galakse, som kaldes Spindelvævsgalaksen (eller mere formelt MRC 1138-262 og dens omgivelser, med både ESOs og andre teleskoper Området ser ud til at være et af de bedste eksempler på en meget ung galaksehob; en protohob under dannelse, for mere end ti milliarder år siden.

Men Helmut Dannerbauer (Wiens Universitet, Østrig) og hans forskerhold havde en stærk mistanke om, at det ikke var hele historien. De ville gerne udforske stjernedannelsens mørkere sider, og finde ud af, hvor meget af stjernedannelsen i Spindelvævsgalaksen som skete i det skjulte, inde i støvskyerne.

Forskerne brugte LABOCAkameraet på APEX teleskopet i Chile. I 40 timer blev hoben omkring Spindelvævsgalaksen observeret i millimeterbølgelængder - det er et bølgelængdeområde, hvor lyset kan trænge lige igennem de fleste tykke støvskyer. LABOCA har et stort synsfelt, så det er det perfekte instrument til sådan en undersøgelse.

Carlos De Breuck (APEX project scientist ved ESO, og medforfatter til den nye artikel) understreger: "Der her er et af de fjerneste områder, vi har observeret med APEX, og det ligger på grænsen af, hvad der teknologisk er muligt - plus på grænsen af, hvad teleskopets personale kunne klare, for APEX befinder sig 5.050 m over havoverfladen".

APEXobservationerne afslørede, at der er omkring fire gange flere objekter i området indenfor spindelvævet end i tilsvarende andre områder på himlen. Ved at omhyggeligt at sammenholde de nye målinger med tilsvarende gjort ved andre bølgelængder, fandt holdet ud af, at mange af disse kilder befinder sig i samme afstand som galaksehoben selv, så de må være en del af den unge hob.

Helmut Dannerbauer forklarer: "De nye APEXobservationer gav os den sidste brik, som vi manglede for at kunne opregne alt, hvad der befinder sig i denne enorme stjerneby. Disse galakser er under dannelsen, de er meget støvede, ligesom en byggeplads på Jorden".

Den store overraskelse kom, da forskerholdet så, hvor stjernedannelsen foregik. De havde regnet med, at de fleste stjerner blev dannet i de lange tråde af gas, som forbinder galakserne. Sådan er det bare ikke: stjernedannelsen sker hovedsagelig i et enkelt område, og det område ligger endda ikke i midten af protohobens centrale Spindelvævsgalakse,.

Helmut Dannerbauer slutter: “Vi prøvede på at finde de skjulte stjernedannelser i Spindelvævshoben - og det lykkedes - men undervejs dukkede der så et nyt mysterium op: Dannelsen sker ikke der, hvor vi forventede! Galaksehoben udvikler sig asymmetrisk.”

For at løse det mysterium, er det nødvendigt med flere observationer - og ALMA er det perfekte instrument til opgaven: at gå et skridt videre og studere disse støvområder i meget finere detaljer.

Kilde: a href="http://www.eso.org/public/news/eso1431/" target="mew"> ESO