En kunstners inntrykk av en Superwind i en ung massiv galakse. Bildekreditt: PPARC / David Hardy. Klikk for å forstørre
Et team med astronomer, ledet av University of Durham, har oppdaget kjølvannet av en spektakulær eksplosjon i en galakse 11,5 milliarder lysår unna. Observasjonene deres, rapportert i dag (14. juli 2005) i tidsskriftet Nature, gir det mest direkte beviset på at en galakse nesten er revet i stykker av eksplosjoner som produserer en strøm av høyhastighetsmateriale kjent som "Superwinds". Observasjonene ble gjort ved hjelp av det 4,2 meter høye teleskopet William Herschel på La Palma der Storbritannia er en viktig interessent.
Gjennom Superwinds antas galakser å sprenge en betydelig del av gassen deres inn i intergalaktisk rom med hastigheter på opptil flere hundre miles per sekund. Drivkraften bak dem er eksplosjonen av mange massive stjerner under et intenst spreng av stjernedannelse tidlig i galaksenes liv, muligens assistert av energi fra et supermassivt svart hull som vokser i hjertet.
Supervind er avgjørende for teorien om galaksdannelse av flere grunner: For det første begrenser de størrelsene på galakser ved å forhindre videre stjernedannelse - uten dem indikerer teoretiske modeller langt mer veldig lyse galakser enn det som faktisk er sett i Space Magazine. For det andre bærer de tunge elementer - Stjernestøv - langt fra sine produksjonssteder i stjerner ut i intergalaktisk rom, og gir råstoff til planeter og liv over hele universet. Mens teoriene spådde Superwinds av denne typen eksisterte, var tidligere observerte eksempler mye mindre fenomener i nærliggende galakser. Disse observasjonene gir noen av de mest direkte bevisene ennå for eksistensen av storskala, galakseomfattende supervind så langt tilbake i universets historie.
Oppdagelsen av Superwind ble gjort ved å observere gassen i glorie av en galakse (kjent som “LAB-2”), som på over 300 000 lysår over er omtrent tre ganger større enn disken til vår egen Melkeveis galakse. Astronomene oppdaget at lys fra varm glødende hydrogengass er nedtonet på en veldig spesifikk måte over hele galaksen.
"Vi tror at dimmingen er forårsaket av et skall av avkjølt materiale som er blitt feid opp fra omgivelsene av en galakseomfattende Superwind-eksplosjon," sier Dr. Richard Wilman fra University of Durham. “Basert på ensartetheten i absorpsjonen over galaksen ser det ut til at eksplosjonen ble utløst flere hundre millioner år tidligere. Dette gir tid for gassen å avkjøle seg og senke sin høye utstøtningshastighet, og dermed produsere absorpsjonen. Slik vi ser det, er sannsynligvis skallet noen hundre tusen lysår foran foreldregalaksen, ”la Dr. Wilman til.
Astronomer har lenge vært forundret over hvorfor sentrale elementer for dannelse av planeter og til slutt liv (som karbon, oksygen og jern) er så vidt distribuert over hele universet; bare 2 milliarder år etter Big Bang, har de fjerneste områdene i intergalaktisk rom blitt beriket med dem. Supervinden observert i denne galaksen viser hvordan slike eksplosjonsbølger kan bevege seg gjennom rommet som bærer elementene som dannes dypt inne i galakser.
Avgjørende for oppdagelsen og dens tolkning var evnen til å skaffe detaljert informasjon om gassen i to dimensjoner over hele galaksen. Dette ble gjort mulig med en teknikk kjent som integrert feltspektroskopi, som bare bare når modenhet på verdens største teleskoper.
Dr Joris Gerssen, et sentralt medlem av Durham-teamet, forklarer, "Mest astronomisk spektroskopi utføres ved å plassere en liten blenderåpning eller en smal spalte på målet, som for komplekse, utvidede kilder som denne galaksen gir et ganske ufullstendig bilde" .
For å overvinne dette brukte astronomene en integrert feltspektrograf kalt ‘Sauron’ for en stor undersøkelse av nærliggende galakser, bygget ved Observatoire de Lyon av et samarbeid av franske, nederlandske og britiske astronomer.
Dr Gerssen la til, ”“ Sauron er virkelig unik og den høye effektiviteten gjør at den mer enn kan holde seg mot instrumenter på verdens største teleskoper, noen ganger dobbelt så store som William Herschel-teleskopet. Likevel betydde den store avstanden til målgalaksen at Sauron måtte stirre på den i over 15 timer for å gjøre dette funnet.
“Sauron har gitt oss det beste beviset så langt for en omfattende utstrømning fra en galakse som gjennomgikk et enormt starburst. Disse målingene er blant de første trinnene mot å forstå fysikken i galaksdannelse. ”Kommenterte professor Roger Davies, University of Oxford, et av instituttene som er involvert på Sauron,” og vi ser frem til å bruke lignende todimensjonale spektrografer som er bygget for 8m teleskoper; disse vil undersøke galaksedannelsesprosessen til enda tidligere tider. ”
Til dags dato har observasjonsbevis for Superwinds i unge galakser i det fjerne universum i stor grad vært indirekte og omstendighetsmessige; innsatsen har fokusert på å søke etter deres subtile statistiske signaturer i store undersøkelser av galakser og intergalaktisk gass.
I følge prof. Richard Bower, fra University of Durhams Institute of Computational Cosmology som initierte forskningen, har "astronomer observert høye hastighetsutstrømninger i fjerne stjernedannende galakser i flere år, men aldri før har vi kunnet måle deres sanne skala fra observasjoner av en enkelt galakse. Ved å dra nytte av den sterkt utvidede utslippskilde fra denne galaksen, kan vi se utstrømningen som en slags silhuett mot hele galaksen. Dette antyder at Superwinds virkelig er galaksefortrinnende i skala, og at de virkelig er så viktige som teoriene våre krever. ”
Originalkilde: PPARC News Release
