En kunstners indtryk af en Superwind i en ung massiv galakse. Billedkredit: PPARC / David Hardy. Klik for at forstørre
Et team af astronomer, ledet af University of Durham, har opdaget kølvandet på en spektakulær eksplosion i en galakse, 11,5 milliarder lysår væk. Deres observationer, rapporteret i dag (14. juli 2005) i tidsskriftet Nature giver det mest direkte bevis for, at en galakse næsten er blevet revet i stykker af eksplosioner, der producerer en strøm af højhastighedsmateriale, der kaldes "Superwinds". Observationer blev foretaget ved hjælp af det 4,2 meter William Herschel-teleskop på La Palma, hvor Storbritannien er en vigtig interessent.
Gennem Superwinds menes galakser at sprænge en betydelig del af deres gas ind i intergalaktisk rum med hastigheder på op til flere hundrede miles i sekundet. Den drivende kraft bag dem er eksplosionen af mange massive stjerner under en intens udbrud af stjernedannelse tidligt i galakseens liv, muligvis hjulpet af energi fra et supermassivt sort hul, der vokser i hjertet.
Supervind er af vital betydning for teorien om galaksdannelse af flere grunde: For det første begrænser de størrelserne på galakser ved at forhindre yderligere stjernedannelse - uden dem angiver teoretiske modeller langt mere meget lyse galakser, end der faktisk ses i Space Magazine. For det andet bærer de tunge elementer - Stjernestøv - langt fra deres produktionssteder i stjerner ud i intergalaktisk rum, hvilket giver råmateriale til planeter og liv i hele universet. Mens teorierne forudsagde Superwinds af denne art eksisterede, var tidligere observerede eksempler meget mindre fænomener i nærliggende galakser. Disse observationer giver nogle af de mest direkte beviser endnu for eksistensen af storskala, galakse-dækkende supervind så langt tilbage i universets historie.
Opdagelsen af Superwind blev foretaget ved at observere gassen i glorie af en galakse (kendt som "LAB-2"), som i over 300.000 lysår på tværs er ca. tre gange større end disken i vores egen Mælkevejsgalakse. Astronomerne opdagede, at lys fra varm, glødende brintgas dæmpes på en meget specifik måde over hele galaksen.
”Vi tror, at dæmpningen er forårsaget af en skal af afkølet materiale, som er blevet fejet op fra omgivelserne af en galakset bred Superwind-eksplosion,” sagde Dr. Richard Wilman fra University of Durham. ”Baseret på ensartetheden af absorptionen over galaksen ser det ud til, at eksplosionen blev udløst flere hundrede millioner år tidligere. Dette giver tid til, at gassen afkøles og aftager fra dens høje udstødningshastighed og dermed producerer absorptionen. Som vi ser det, er skallen sandsynligvis et par hundrede tusinde lysår foran sin modergalakse, ”tilføjede Dr. Wilman.
Astronomer har længe været forundret over, hvorfor centrale elementer til dannelse af planeter og i sidste ende liv (såsom kulstof, ilt og jern) er så vidt fordelt over hele universet; kun 2 milliarder år efter Big Bang er de fjerneste regioner i intergalaktisk rum blevet beriget med dem. Supervinden, der observeres i denne galakse, viser, hvordan sådanne eksplosionsbølger kan rejse gennem rummet, der bærer de elementer, der er dannet dybt inde i galakser.
Afgørende for opdagelsen og dens fortolkning var evnen til at få detaljerede oplysninger om gassen i to dimensioner over hele galaksen. Dette blev gjort muligt ved hjælp af en teknik kendt som integreret feltspektroskopi, som kun bare når modenhed på verdens største teleskoper.
Dr Joris Gerssen, et nøglemedlem i Durham-teamet, forklarer, "Mest astronomisk spektroskopi udføres ved at placere en lille blænde eller en smal spalte på målet, som for komplekse, udvidede kilder som denne galakse giver et temmelig ufuldstændigt billede" .
For at overvinde dette brugte astronomerne en integreret feltspektrograf kaldet 'Sauron' til en stor undersøgelse af nærliggende galakser, bygget på Observatoire de Lyon af et samarbejde med franske, hollandske og britiske astronomer.
Dr. Gerssen tilføjede, ”” Sauron er virkelig unik, og dens høje effektivitet betyder, at det mere end kan holde sig selv mod instrumenter på verdens største teleskoper, nogle gange dobbelt så store som William Herschel-teleskopet. Ikke desto mindre betød den rene afstand fra vores målgalakse, at Sauron var nødt til at stirre på den i over 15 timer for at gøre denne opdagelse ”.
”Sauron har givet os det bedste bevis hidtil for en omfattende udstrømning fra en galakse, der gennemgår et enormt starburst. Disse målinger er blandt de første skridt hen imod forståelse af fysikken i galaksdannelse. ”Kommenterede professor Roger Davies, University of Oxford, et af de institutter, der er involveret i Sauron,” og vi ser frem til at bruge lignende todimensionale spektrografer, der er bygget til 8 m teleskoper; disse vil undersøge galaksdannelsesprocessen til endnu tidligere tider. ”
Indtil i dag har observationsbeviser for Superwinds i unge galakser i det fjerne universum stort set været indirekte og omstændighederne; indsatsen har fokuseret på at søge efter deres subtile statistiske underskrifter i store undersøgelser af galakser og intergalaktisk gas.
Ifølge professor Richard Bower fra University of Durham's Institute of Computational Cosmology, der indledte forskningen, har "astronomer observeret højhastighedsudstrømninger i fjerne stjernedannende galakser i flere år, men aldrig før har vi været i stand til at måle deres sande skala fra observationer af en enkelt galakse. Ved at drage fordel af den meget udstrakte emissionskilde fra denne galakse kan vi se udstrømningen som en slags silhuet mod hele galaksen. Dette antyder, at Superwinds virkelig er galakset bred i skala, og at de virkelig er så vigtige, som vores teorier kræver. ”
Original kilde: PPARC nyhedsmeddelelse
