Interstellart stof

Widefield billede af M78 taget med ESOs VISTA
Widefield billede af M78 taget med ESOs VISTA teleskop
Unge stjerner oplyser området omkring sig med blåt lys, og røde knapt flyvefærdige stjerner kigger ud fra deres reder af kosmisk støv på dette nye billede af himmeltågen Messier 78. For vore almindelige øjne ville de fleste af stjernerne her være skjult bag støvtåger, men ESOs Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA) kan se det nær-infrarøde lys, som kan trænge igennem støvskyerne. Teleskopet fungerer som en gigantisk støvsuger, som gør det muligt for astronomerne at snuse dybt inde i de skjulte hjørner af stjernetågerne.

Messier 78, eller bare M78 er en af de reflektionståger, som er grundigt studerede. Den befinder sig omkring 1600 lysår borte, i stjernebilledet Orion; over og til venstre for de tre stjerner, som danner Orions Bælte. På billedet her er M78 den centrale blålige dis i midten. Den anden reflektionståge, som ses i højre side, har navnet MGC2071.

Messier 78 ses som en glødende, azurblå dis, omgivet af mørke bånd , når man observerer den i synligt lys, som med like ESOs Wide Field Imager på La Silla Observatoriet. Kosmisk støv tilbagekaster og spreder det lys, som strømmer ud fra de unge, blålige stjerner i hjertet af Messier 78, og det er det, der er årsagen til en reflektionståge.

De mørke bånd er tykke skyer af støv, som blokerer for det synlige lys bag dem. I disse tætte og kolde områder er det, at nye stjerner fortrinsvis dannes. Når man observerer Messier 78 og dens naboer i submillimeter-bølgelængdeområdet, imellem radiobølger og infrarødt lys, for eksempel med Atacama Pathfinder Experiment (APEX) teleskopet kan man afsløre gløden fra støvkorn i lommer, som blot er en smule varmere end deres ekstremt kolde omgivelser (se eso1219). I den sidste ende vil der dannes nye stjerner ud af disse lommer, fordi tyngdekraften får støvklumperne til at skrumpe og bliver varmere.

Imellem synligt lys og submillimeterlys ligger den nær-infrarøde del af spektret, hvor teleskopet VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) kan give astronomerne vigtig viden. VISTA kan kigge ind bag støvet reflektioner og ind i tyndere områder af stof, som ellers ville spærre for lyset, for eksempel i M78. I midten af billedet ser man to blå superkæmper, som har katalognumrene HD 38563A and HD 38563B. Det er meget klartlysende stjerner. I højre side af billedet ser man en anden superkæmpe, HD 290861, som oplyser støv og gas i NGC 2071.

Ud over klare blå varme stjerner kan VISTA også se mange stjerner, som er i færd med at dannes inde i de kosmiske støvskyer i området. Deres rødlige og gullige farver ses klart på billedet her. De farverige nyudklækkede stjerner findes i støvbåndene omkring NGC 2071 og i det støvbånd, som strækker sig op mod venstre side af billedet. Nogle af stjernerne er de såkaldte T Tauri stars. Den type stjerner er forholdsvis klare, men alligevel er de ikke helt varme nok i det indre til at kernereaktionerne i deres indre er kommet i gang. Om nogle ti-millioner år bliver de til "rigtige" stjerner, som kan få plads blandt de af deres stjernesøskende, som oplyser Messier 78 området.

Kilde: ESO
En tæt sky af komplekse molekyler omkring en nyfødt stjerne har en meget anderledes sammensætning af stoffer, end hvad vi kender til fra vores egen galakse, Mælkevejen. Det antyder, at kemiske processer andre steder i Universet kan være meget mere varierede, end hidtil forventet. Det er et hold japanske astronomer, som med ALMA for første gang har opdaget denne specielle molekylsky om en stjerne udenfor Mælkevejen. Opdagelsen kan have betydning for mulighederne for liv i galakser langt herfra.

Den store stjerne ST1 i vores nabo-dværggalakse the Den Store Magellanske Sky er omgivet af en sky af molekylære gasarter. Det har et hold japanske forskere opdaget ved hjælp af Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Strålingen fra molekylerne tyder på, at der er en forholdsvis tæt og varm kokon[2] omkring den nye stjerne ST11, og det er aldrig før set udenfor the Mælkevejen.

Takashi Shimonishi, som er astronom ved Tohoku University i Japan, og hovedforfatter til artiklen om opdagelsen, er begejstret: "Det er første gang, vi har fundet en varm molekylsky udenfor vores galakse, og det viser, hvor fantastisk den nye generation af teleskoper er til at studere astrokemiske fænomener udenfor Mælkevejen."

Den stgore Magelanske sky
Den stgore Magelanske sky

ALMA-observationerne viser, at den nyopdagede sky i Den Store Magellanske Sky er sammensat meget anderledes end tilsvarende skyer i Mælkevejen. De fremherskende kemiske stoffer i den fjerne sky er velkendte molekyler, som for eksempel svovldioxid, kvælstofoxid og formaldehyd, og så det allestedsnærværende støv. Men der er andre organiske stoffer, som kun er tilstede i bemærkelsesvædig ringe grad. Det drejer sig for eksempel om methanol (som er det enkleste af alkoholmolekylerne). Til forskel indeholder tilsvarende tætte skyer i selve Mælkevejen en bred vifte af komplekse organiske molekyler, inklusive methanol og ethanol.

Takashi Shimonishi forklarer: "Observationerne antyder, at der er langt større diversitet i de molekyler, som danner stjerner og planeter, end vi havde forventet."

I Den Store Magellanske Sky er der en lav forekomst af andre grundstoffer end hydrogen og helium. Forskerholdet foreslår, at de ganske anderledes forhold her har påvirket de processer, som danner molekylerne omkring den nyfødte stjerne ST11. Det ville forklare de observerede forskelle i den kemiske sammensætning i skyen.

Det er stadig ikke klart, om komplekse molekyler som dem, der findes i Mælkevejen også eksisterer i molekylskyer i andre galakser. Komplekse organiske molekyler er særligt interessante fordi nogle af dem sættes i forbindelse med de af livets byggestene, som kan dannes i verdensrummet. Den nyopdagede molekylsky omkring ST11 vil give astronomerne bedre muligheder for nærstudere dette spændende emne. Det handler jo om et af de rigtig store spørgsmål: hvordan påvirker de kemiske forhold i galakserne mulighederne for udvikling af liv i galakser langt væk?

Kilde: ESO
Aldrig før har astronomerne set så voldsomt et 'uvejr' i rummet: En enorm klump af intergalaktiske gasskyer regner ned over det supertunge sorte hul i midten af en kæmpegalakse en milliard lysår fra Jorden.

For første gang har vi nu direkte bevis for, at tætte kolde gasskyer kan danne sig i den varme intergalaktiske gas, og dumpe ned i hjertet af en galakse. Her viser de nye ALMA observationer, at galaksens centrale supertunge sorte hul fodres med de indfaldende gasser. Det giver også ny viden om, hvordan de supertunge sorte huller vokser, ved den proces, som på engelsk kaldes 'accretion'.

Tidligere mente astronomerne, at de supertunge sorte huller langsomt og konstant åd af den varme ioniserede gas i galaksernes egen glorie. De nye observationer med ALMA viser, at når de intergalaktiske vejrforhold er til det, kan de sorte huller også foræde sig i et nedbør af spredte kæmpestore klumper af meget kold gas.

"Selvom det i de seneste år er forudset teoretisk, er dette her et af de første uomtvistelige observationelle beviser for, at der falder kold regn ind og fodrer de supermassive sorte huller" siger Grant Tremblay, som er astronom ved Yale University i New Haven, Cponnecticut, USA. Han er tidligere ESO Fellow og hovedforfatter på den nye videnskabelige artikel. "Det er spændende at tænke på, at vi måske direkte ser dette galakseomspændende skybrud, som falder ind mod et sort hul med en masse 300 millioner gange større end Solens"

Tremblay og resten af forskerholdet brugte ALMA til at kigge ind i en usædvanlig klar hob med omkring 50 galakser, kaldestAbell 2597. I midten af hoben findes en stor elliptisk galakse, som meget passende på engelsk kaldes 'Abell 2597 Brightest Cluster Galaxy'. Imellem alle disse galakser er der en diffus atmosfære af varm ioniseret gas, som tidligere er observeret med NASAs Chandra røntgenteleskopsatellit.

"Denne meget meget varme gas kan hurtigt køles ned, kondensere sig og falde ned, næsten på samme måde som varm fugtig luft i Jordens atmosfære kan danne regnskyer og nedbør," sagde Tremblay. "De nydannede skyer regner så ned på galaksen, hvor de starter stjernedannelse, og fodrer det supertunge sorte hul i midten."

Gasserne i Abell 2597 galaksehoben
Gasserne i Abell 2597 galaksehoben


Det er nær midten af denne galakse, at forskerne lige netop så, at dette sker: tre tunge klumper af kold gas snor sig ned mod det supertunge sorte hul i galaksens kerne med en fart på omkring en million kilometer i timen. I hver af skyerne er der materiale, som vejer mere end en million sole, og skyerne er hver dusinvis af lysår i tværmål.

Normalt ville det være svært at finde objekter i denne størrelse i disse enorme kosmiske afstande, selv med ALMAs utrolige opløsningsevne. Det afslører sig alligevel, fordi de kaster "skygger" som er milliarder af lysår lange, i retning imod os her på Jorden.

Supplerende data indhentet med National Science Foundation’s Very Long Baseline Array viser, at gasskyerne, som ses med ALMA kun er ca.300 lysår fra det centrale sorte hul, så de er lige på grænsen til at blive ædt - i alt fald i astronomisk sammenhæng.

ALMA har kun kunnet skelne 3 kolde gasskyer nær det sorte hul, men astronomerne funderer over, om der måske er tusinder af dem i nærheden, så det sorte hul er udsat for et konstant skybrud, som vil kunne holde det i aktivitet i lang tid i fremtiden.

Nu har astronomerne planer om at bruge ALMA til at søge efter disse "regnskyer" i andre galakser, for at kunne afgøre, om disse kosmiske vejrforhold er helt så almindelige, som de nuværende teorier forventer.

Opdagelsen er gjort med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), og den bliver offentliggjort i tidsskriftet Nature den 9. juni 2016.

Kilde: ESO
Kolliderende neutronstjerner
Kolliderende neutronstjerner
Oprindeligt var der mest Brint og Helium, mens de næste 8 letteste grundstoffer dannes i stjernerne: Resten af de tungere grundstoffer, skabes og spredes i supernovaerne. Men enkelte stoffer - som sølv og guld - har astronomerne haft svært ved at forklare hvordan dannes.

Men nu har astronomer fundet signaturer efter dem, i en lille galakse kaldet Reticulum II, 100.000 lysår fra Jorden - Dvs en af Mælkevejens små følgegalakser. I Reticulum II, har stjernerne forholdsvist store mængder af de tunge grundstoffer. Det antyder at stjernerne i den lille dværggalakse er blevet beriget af en særlig begivenhed, såsom kollisionen mellem 2 neutronstjerner:
Da vi først så r-proces indholdet (Red.: De tunge grundstoffer) i den første stjerne vi analyserede, så det helt forkert ud, som om det ikke kunne være i vores galakse siger Alexander Jo som er første-forfatter på artiklen i Nature.

'Galactic 'gold mine' explains the origin of nature's heaviest elements' fra Kavli Foundation
<i>Superboblen LHA 120-N 44 i den store Magellanske sky</i> Flammende unge blå stjerner stråler så stærkt, at gasarterne omkring dem lyser op i de mest fantastiske farver, som her LHA 120-N55 i vores nabogalakse Den store Magellanske sky.
Læs mere her: