12.01.21: Når galakser slutter å lage nye stjerner, begynner de å «dø ut», men frem til nå har man aldri fått et glimt av starten på denne prosessen i en fjern galakse. Ved hjelp av et avansert radioteleskop 5000 meter over havet i Andesfjellene har en internasjonal forskergruppe ved en tilfeldighet gjort unike observasjoner som kan endre teoriene for hvordan galakser utvikler seg og «dør».

av Knut Jørgen Røed Ødegaard

Kunstnerisk fremstilling av galaksen ID2299 som tømmes for interstellar gass som følge av at den har kollidert og smeltet sammen med en annen galakse.
Illustrasjon: ESO/M. Kornmesser

Galakser inneholder milliarder, og noen ganger flere hundre milliarder, stjerner. Hver enkelt av disse stjernene lever fra noen millioner (de med størst masse) til flere billioner år (de med minst masse). Når stjerner dør, blåses store mengder gass ofte ut i rommet igjen og blander seg med annen gass og støv som befinner seg mellom stjernene – såkalt interstellar materie. Etter hvert kan skyer av denne interstellare materien samle seg og danne en stjernefabrikk der tallrike nye stjerner oppstår. På denne måten holdes galaksen ved like og inneholder til enhver tid en blanding av nye og gamle stjerner.

Trykkbølger fra supernovaer – eksploderende stjerner – eller fra andre galakser som kommer nær eller kolliderer, kan komprimere gasskyene og utløse spesielt intens stjernedannelse i en galakse.

Dette bildet tatt med Hubbles Wide Field Camera 3 (WFC3) og Advanced Camera for Surveys (ACS) viser at den irregulære galaksen NGC 4485 har kollidert med en forbipasserende galakse og utløst kraftig stjernedannelse (blå og lilla områder på høyre side av galaksen).
Foto: NASA and ESA, T. Roberts (Durham University, UK), D. Calzetti (University of Massachusetts) and the LEGUS Team, R. Tully (University of Hawaii), and R. Chandar (University of Toledo)

Galaksen M82 befinner seg 12 millioner lysår unna oss i stjernebildet Storebjørn, og er den nærmeste større såkalte starburst-galaksen. Dette er galakser som pga. kollisjon med andre galakser gjennomgår eksplosiv stjernedannelse. Bildet er satt sammen av bilder tatt i synlig lys, infrarødt (viser støvskyer) og røntgen (blått).
Foto: NASA/JPL-Caltech/STScI/CXC/UofA/ESA/AURA/JHU

Under faser med intens stjernedannelse blir også mange stjerner med stor masse dannet nesten samtidig. Disse energirike stjernene eksploderer som supernovaer eller hypernovaer som til sammen kan forårsake så kraftig trykk at interstellar gass blir feid bort fra galaksen. Dermed avsluttes stjernefyrverkeriet ganske raskt (astronomisk sett), og galaksen mister mulighetene for videre stjerneproduksjon – galaksen begynner «å dø ut».

Starten på slutten – en ny forklaring

Nye observasjoner av den fjerne galaksen ID2299 som er hele 9 milliarder lysår unna, viser hva som skjer når en galakse begynner å dø. Årsaken er at galaksen tømmes for gass som kunne dannet nye stjerner. Gassutblåsningen i ID2299 tilsvarer rundt 10 000 solmasser pr. år og fjerner hele 46 % av all den kjølige gassen i galaksen. Siden det samtidig pågår intens stjernedannelse i galaksen, flere hundre ganger heftigere enn i vår egen galakse Melkeveien, vil den gjenværende gassen raskt bli brukt opp. Allerede om noen få titalls millioner år vil derfor stjernedannelsen brått opphøre.

Det spektakulære gasstapet er trolig utløst av kollisjonen mellom to galakser som til slutt smeltet sammen til galaksen vi observerer som ID2299. Forskerne har oppdaget en hale av gass ut fra galaksen – typisk for tidevannseffektene som oppstår ved galaksekollisjoner. Slike tidevannshaler er lange strømmer av stjerner og gass som strekker seg ut i intergalaktisk rom. Tidevannshaler er oftest for lyssvake til å kunne observeres i fjerne galakser, men forskerteamet lyktes med å observere et relativt lyssterkt fenomen som oppstår akkurat i det tidevannshalen begynner å bli blåst ut i rommet. I ID2299 er prosessen tydeligvis helt i startfasen!

Observasjonene ble gjort med ESOs (European Southern Observatory) Atacama Large Millimeter/submillimeter Array-anlegg (ALMA) i Atacama-ørkenen i Chile.

Disse ALMA-antennene befinner seg i 5000 meters høyde i de chilenske Andes-fjellene.
Foto: ESO

Til nå har de fleste astronomer ment at kraftige vinder forårsaket av stjernedannelse, samt aktiviteten til sorte hull i sentrum av store og masserike galakser, er skyld i at gass som kunne blitt omdannet til stjerner, blir blåst ut i intergalaktisk rom og dermed setter en stopp for videre stjernedannelse i galaksen.

De nye observasjonene tyder på at slike gass-utblåsninger også kan forårsakes av galaksesammensmeltninger, men at de utseendemessig kan ligne på utblåsninger forårsaket av de andre prosessene. Det betyr at gassutblåsninger som også tidligere er observert (i senere faser) i fjerne galakser i virkeligheten kan skyldes tidevannseffekter og ikke stjernedannelse og sorte hull. Oppdagelsen, som ble gjort ved en tilfeldighet (og ved hjelp av kun noen få minutter med observasjonstid) mens forskerne utførte andre studier av mer enn 100 fjerne galakser, kan derfor få forskerne til å måtte revidere teoriene for hvordan galakser utvikler seg!

Langt mer detaljerte undersøkelser av galaksen ID2299 er selvsagt allerede planlagt.

Klikk på “Liker” og få melding når nye saker legges ut!

MER INFORMASJON

Pressemelding fra ESO

astroevents.no: Flere saker om galakser

astroevents.no: Flere saker om stjerner