eso1041sv — Pressmeddelande (forskning)

Den mest avl�?gsna galaxen framtr�?der ur den kosmiska dimman

20 oktober 2010

Ett europeiskt forskarlag har med ESOs Very Large Telescope m�?tt avst�?ndet till den mest avl�?gsna galaxen som hittills uppt�?ckts. Genom att noggrannt analysera det svaga skenet av infrar�tt ljus fr�?n galaxen har de uppt�?ckt de ser galaxen som den var n�?r universum bara var 600 miljoner �?r gammalt (vid en r�df�rskjutning p�? 8,6). Det h�?r �?r f�rsta g�?ngen som astronomer har lyckats bekr�?fta att de ser en galax vars ljus h�?ller p�? att skingra den dimma av v�?tgas som fyllde kosmos n�?r universum �?nnu var mycket ungt. Resultaten publiceras i tidskriften Nature den 21 oktober.

Matt Lehnert vid Parisobservatoriet �?r huvudf�rfattare till artikeln d�?r resultaten presenteras.
�?' Genom att anv�?nda ESOs Very Large Telescope har vi lyckats bekr�?fta att en galax som tidigare uppt�?ckts med Hubbleteleskopet �?r det mest avl�?gsna objektet som hittills uppt�?ckts i universum [1], s�?ger han.

�?' Kraften hos VLT och spektrografen SINFONI g�r det m�jligt f�r oss att m�?ta avst�?ndet till den mycket ljussvaga galaxen. Vi finner att vi ser galaxen vid en tidpunkt d�? universum var yngre �?n 600 miljoner �?r, till�?gger Matt Lehnert.

Att noggrant studera galaxer i universums barndom �?r mycket sv�?rt. N�?r deras, till en b�rjan, starka ljus till slut n�?r till jorden ser galaxerna ljussvaga och sm�? ut. Dessutom har universums expansion str�?ckt ut ljusv�?gorna s�? att galaxernas svaga sken syns mest i spektrumets infrar�da del - effekten kallas r�df�rskjutning. Vad v�?rre �?r att universum inte var helt genomskinligt vid den h�?r tiden, mindre �?n en miljard �?r efter den stora sm�?llen. Stora delar av rymden fylldes av v�?tgasdimmor som absorberade den starka str�?lningen i ultraviolett fr�?n unga galaxer. F�r astronomer g�?r denna tidsepok under namnet �?terjoniseringens tids�?lder [2]. Trots dessa sv�?righeter uppt�?ckte den nya vidvinkelkameran (WFC3) p�? NASA/ESA:s rymdteleskop Hubble tidigare i �?r flera objekt som bed�mdes vara trov�?rdiga kandidater till att vara galaxer som lyste i det tidiga universum [3]. Att bekr�?fta avst�?ndet till s�? ljussvaga och avl�?gsna galaxer �?r en sv�?r utmaning och kr�?ver att man med stora teleskop placerade p�? jordens yta m�?ter r�df�rskjutningen hos ljuset fr�?n galaxen [4].

Matt Lehnert ber�?ttar.
�?' N�?r det tillk�?nnagavs att Hubble hade hittat kandidatgalaxerna gjorde vi en snabb ber�?kning och blev exalterade n�?r vi ins�?g att det skulle vara m�jligt att detektera dem med andra teleskop och instrument.

�?' Vi fann att den utm�?rkta ljusinsamlingsf�rm�?gan hos VLT kombinerat med ljusk�?nsligheten hos den infrar�da spektrografen SINFONI och en l�?ng exponeringstid skulle l�?ta oss inte bara detektera, utan till och med best�?mma avst�?ndet till galaxerna, forts�?tter han.

Forskarlaget gjorde en s�?rskild ans�kan om observationstid hos ESO:s generaldirekt�r och fick tillg�?ng till VLT f�r att observera kandidatgalaxen UDFy-38135539 [5] under hela 16 timmar. Efter tv�? m�?naders noggrann analys och pr�vningar av resultaten kunde teamet fastsl�? att de gjort en tydlig detektion av det svaga skenet fr�?n v�?tgas i en galax med en r�df�rskjutning p�? 8,6. Detta g�r galaxen till den mest avl�?gsna som uppt�?ckts och vars avst�?nd dessutom bekr�?ftats med spektroskopiska observationer. En r�df�rskjutning p�? 8,6 motsvarar en galax som vi ser blott 600 miljoner �?r efter den stora sm�?llen.

Medf�rfattaren Nicole Nesvadba vid Institut d�?TAstrophysique Spatiale i Frankrike summerar arbetet.
�?' Det �?r mycket sp�?nnande att kunna m�?ta avst�?ndet till den mest avl�?gsna galaxen vi k�?nner till. Men de astrofysikaliska konsekvenserna av uppt�?ckten �?r �?nnu mer betydelsefulla. Det �?r den f�rsta g�?ngen som vi vet s�?kert att vi tittar p�? en av galaxerna som skingrade dimman som fyllde det tidiga universum, s�?ger hon.

N�?got med uppt�?ckten som �verraskat forskarna �?r att skenet fr�?n UDFy-38135539 inte verkar vara tillr�?ckligt starkt f�r att p�? egen hand kunna ta sig igenom v�?tgasdimmorna.

�?' Det m�?ste finnas andra galaxer i n�?rheten, antagligen mindre och ljussvagare f�ljeslagare till UDFy-38135539, som kan hj�?lpa till att g�ra rymden runt galaxen genomskinlig. Utan det extra ljuset fr�?n grannarna skulle den ljusstarka centralgalaxen ha dolts av de omgivande v�?tgasdimmorna och vi skulle inte ha kunnat se den alls, s�?ger Mark Swinbank (Durhams universitet).

Medf�rfattaren Jean-Gabriel Cuby (Laboratoire d�?TAstrophysique de Marseille) kommenterar.
�?'� Att studera �?terjoniseringens tids�?lder och galaxernas utveckling �?r att t�?nja gr�?nsen av vad dagens teleskop och instrument klarar av. Men den h�?r typen av observationer kommer att bli rutin n�?r ESOs E-ELT, som blir det st�rsta teleskopet i v�?rlden f�r observationer i optiska och infrar�da v�?gl�?ngder, b�rjar anv�?ndas.�'?

G�ran �-stlin, professor i astronomi vid Stockholms universitet,� forskar sj�?lv om hur galaxer utvecklas.
�?' Det �?r sp�?nnande att de har lyckats uppt�?cka den mest avl�?gsna� galaxen. Det visar hur viktigt det �?r med spektroskopiska� observationer f�r att s�?kerst�?lla att vi vet vad det �?r vi tittar p�?.

Noter

[1] ESO har tidigare rapporterat (eso0405) om ett objekt �?nnu l�?ngre bort (vid en r�df�rskjutning p�? 10). Men vid ytterligare observationer misslyckades man att hitta ett objekt med samma ljusstyrka p�? den platsen. Observationer med NASA/ESAs rymdteleskop Hubble har inte kunnat skingra tveksamheterna. De flesta astronomer anser idag inte l�?ngre att detta objekt kan vara en galax med s�? h�g r�df�rskjutning.

[2] N�?r universum hade svalnat av efter den stora sm�?llen, f�r ungef�?r 13,7 miljarder �?r sedan, b�rjade v�?te bildas n�?r elektroner och protoner slogs ihop. Den kalla m�rka v�?tgasen var universums huvudsakliga best�?ndsdel under de s�? kallade kosmiska m�rka �?ren, d�? det inte fanns n�?gra ljusk�?llor. Denna epok tog slut n�?r de f�rsta stj�?rnorna f�ddes. Den starka ultravioletta str�?lningen fr�?n den f�rsta generationen av stj�?rnor b�rjade l�?ngsamt g�ra v�?tgasdimman genomskinlig genom att bryta is�?r v�?teatomerna till protoner och elektroner igen, en process som kallas f�r �?terjonisering. Denna tids�?lder i universums barndom varade mellan tiden 150 miljoner �?r till 800 miljoner �?r efter den stora sm�?llen. Att f�rst�? hur �?terjoniseringen �?gde rum och hur de allra f�rsta galaxerna bildades och utvecklades �?r en av de stora utmaningarna inom modern kosmologi.

[3] Hubble-observationerna beskrivs h�?r: http://www.spacetelescope.org/news/heic1001/

[4] Det finns tv�? metoder som anv�?nds av astronomer f�r att m�?ta avst�?nden till de tidigaste galaxerna. De kan ta mycket djupa bilder i olika f�?rger med hj�?lp av filter och sedan m�?ta ljusstyrkan hos objektet i de olika v�?gl�?ngdsomr�?dena. M�?tningarna kan sen j�?mf�ras med vad som f�rv�?ntas f�r galaxer av olika typer vid olika tider under universums utveckling. Det h�?r �?r f�r n�?rvarande det enda s�?ttet dessa galaxer kan uppt�?ckas p�? och �?r den teknik Hubble-forskarlaget anv�?nder. Men tekniken �?r inte alltid tillf�rlitlig. Det som ser ut som en ljussvag, avl�?gsen galax kan ibland visa sig bara vara en sval dussinstj�?rna i v�?r egen Vintergata.

N�?r man v�?l har hittat ett objekt kan en b�?ttre uppskattning av avst�?ndet till det g�ras genom att finf�rdela ljuset i sina f�?rger och sedan leta efter signifikativa tecken, i form av emissionslinjer, som p�?visar f�rekomsten av v�?tgas eller andra �?mnen i galaxen. Denna spektroskopiska metod �?r det enda s�?ttet att uppn�? de mest trov�?rdiga och korrekta avst�?ndsuppskattningarna.

[5] Detta underliga namn har sitt ursprung i att galaxen hittades i det omr�?de p�? himlen som kartlades i Ultra Deep Field-projektet. Siffrorna anger dess exakta position p�? himlen. �'?�

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i artikeln Spectroscopic Confirmation of a Galaxy within the Epoch of Reionisation at z = 8.6, Lehnert m.fl., som publiceras i tidskriften Nature den 21 oktober 2010.

Forskarlaget best�?r av M. D. Lehnert (Observatoire de Paris �?' Laboratoire GEPI / CNRS-INSU / Universitÿ Paris Diderot, Frankrike), N. P. H. Nesvadba (Institut d�?TAstrophysique Spatiale / CNRS-INSU / Universitÿ Paris-Sud, Frankrike), J.-G.Cuby (Laboratoire d�?TAstrophysique de Marseille / CNRS-INSU / Universitÿ de Provence, Frankrike), A. M. Swinbank (University of Durham, Storbritannien), S. Morris (University of Durham, Storbritannien), B. Clÿment (Laboratoire d�?TAstrophysique de Marseille / CNRS-INSU / Universitÿ de Provence, Frankrike), C. J. Evans (UK Astronomy Technology Centre, Edinburgh, Storbritannien), M. N. Bremer (University of Bristol, Storbritannien) and S. Basa (Laboratoire d�?TAstrophysique de Marseille / CNRS-INSU / Universitÿ de Provence, Frankrike).

ESO, Europeiska sydobservatoriet, �?r Europas fr�?msta samarbetsorgan f�r astronomisk forskning och v�?rldens mest produktiva astronomiska observatorium. Det st�ds av 14 l�?nder: Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederl�?nderna, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och �-sterrike. ESO:s ambiti�sa verksamhet r�r design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanl�?ggningar som g�r det m�jligt f�r astronomer att g�ra banbrytande vetenskapliga uppt�?ckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att fr�?mja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, v�?rldens mest avancerade observatorium f�r synligt ljus, och VISTA, det st�rsta kartl�?ggningsteleskopet. ESO bidrar dessutom till ALMA, ett revolutionerande astronomiskt teleskop och v�?rldens hittills st�rsta astronomiska projekt. ESO planerar f�r n�?rvarande bygget av ett 42-meters europeiskt extremt stort teleskop f�r synligt och infrar�tt ljus, E-ELT, som kommer att bli �??v�?rldens st�rsta �ga mot himlen�??.�'?

L�?nkar

Forskningsartikeln: Nature-artikel
Mer om �?terjoniseringens tids�?lder (p�? engelska): http://en.wikipedia.org/wiki/Reionization
Marcelo Alvarez simuleringar av �?terjoniseringen: http://www.cita.utoronto.ca/~malvarez/index.shtml�'?

Kontakter

Robert Cumming
Onsala rymdobservatorium
Sweden
Tel: +46 31 772 5500
Mobil: +46 704933114
E-post: robert.cumming@chalmers.se

G�ran �-stlin
Institutionen f�r astronomi, Stockholms universitet
Sweden
Tel: +46 8 5537 8513
Mobil: +46 704933114
E-post: ostlin@astro.su.se

Matthew Lehnert
Observatoire de Paris
France
Tel: +33 1 45 07 76 11
E-post: matthew.lehnert@obspm.fr

Nicole Nesvadba
Institut d'Astrophysique Spatiale
Tel: +33 1 69 15 36 54
Mobil: +33 6 28 28 14 26
E-post: nicole.nesvadba@ias.u-psud.fr

Mark Swinbank
Durham University
United Kingdom
Tel: +44 191 334 3786
Mobil: +44 7920 727 126
E-post: a.m.swinbank@durham.ac.uk

Douglas Pierce-Price
ESO Public Information Officer
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6759
E-post: dpiercep@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta �?r den �versatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1041, som tagits fram inom ramarna f�r ESON, ett n�?tverk av medarbetare i ESO:s medlemsl�?nder som fungerar som lokala kontaktpersoner f�r media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra h�?ndelser. ESON:s kontaktperson i Sverige �?r Robert Cumming.

Anv�?ndningsregler f�r bilder och videor
Are you a journalist? Subscribe to the ESO Media Newsletter in your language.