Stjärnbildning upptäckt i en galax långt bort i tid och rum

 

Nya observationer med ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) har särskilt platserna där stjärnbildning och stjärndöd pågår i  nebulosan  som omger en galax 13,2 miljarder ljusår bort. 

Ett forskarlag under ledning av Yoichi Tamura, astronom vid Nagoyas universitet togs högupplösta observationer av galaxen MACS0416_Y1, som finns 13,2 miljarder ljusår bort i stjärnbilden Eridanus. Vid tidigare observationer av galaxen av samma team hade upptäckts radiovågor från både syre och stoft, två vanliga komponenter i interstellära nebulosor. Detaljerade observationer av fördelningen av stoft och syre i en nebulosa kan ge ledtrådar till var stjärnor föds och dör i nebulosor men observationerna hade saknat den upplösning som behövs för att man ska kunna se nebulosors struktur.

Den här gången observerade teamet med ALMA under 28 timmar och zoomade in på galaxen MACS0416_Y1. Resultatet visade att stoftsignalregionerna och syreemissionsregionerna är intrikat sammanflätade och att de undviker varandra vilket tyder på en  process där nybildade stjärnor i nebulosor joniserar  gasen.

Dessutom hittade teamet ett massivt hålrum i nebulosan som sträckte sig cirka 1 000 ljusår i regionen. Då många nya, massiva och kortlivade stjärnor föds tillsammans skapar det ibland supernovaexplosioner enorma "superbubblor" i nebulosorna. Det upptäckta hålrummet kan vara resterna efter en sådan superbubbla.

Takuya Hashimoto från University of Tsukuba beskriver observationensskärpa enligt följande: Det motsvarar som att fånga det extremt svaga ljuset från två eldflugor som finns 3 centimeter från varandra på toppen av Mount Fuji sett från Tokyo och att kunna skilja på dessa två eldflugors sken.

Mätningar av gasens rörelser i nebulosan indikerar en miljö där många stjärnor bildas tillsammans som massiva stjärnkluster. Teamledare Tamura förklarar framtidsutsikterna baserat på dessa resultat som att det i framtiden kan erhållas detaljerad information genom högupplösta observationer av dessa stjärnhopar med hjälp av instrument som James Webb Space Telescope och det planerade Extremely Large Telescopes."

Ovan observationsresultat publicerades som Yoichi Tamura et al. "The 300 pc Resolution Imaging of a z = 8.31 Galaxy: Turbulent Ionized Gas and Potential Stellar Feedback 600 Million Years after the Big Bang" i Astrophysical Journal.

ALMA-teleskopets bild av galaxen MACS0416_Y1 ovan är belägen 13,2 miljarder ljusår bort och hyser den mörkaste nebulosan någonsin. Bilden spänner över cirka 15 000 ljusår på varje sida. (Vänster) Radiobilder tagna av ALMA som visar den mörka nebulosan (som sänder ut radiovågor från stoft, visas i rött) och emissionsnebulosan (som sänder ut radiovågor från syre, grönt), tillsammans med bilden av stjärnor fångade av rymdteleskopet Hubble (blå). Fotograf: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Y. Tamura et al., NASA/ESA:s rymdteleskop Hubble. (Höger) Bild tagen av ALMA, som bara visar radiovågorna från stoftet i den mörka nebulosan. Ett vertikalt långsträckt elliptiskt hålrum, en kandidat för en superbubbla, är synlig i den centrala regionen. Upphovsman: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Y. Tamura et al.