ESO-ov Zelo velik teleskop preiskuje rast galaksij
Astronomi so z ESO-vim Zelo velikim teleskopom opazili oddaljeno galaksijo, ki hlastno požira okoliški plin. Videti je, da plin pada proti galaksiji in ustvarja tok, ki napaja nastajanje zvezd in poganja vrtenje galaksije. To je doslej najboljši neposredni opazovalni dokaz, ki podpira teorijo, da galaksije privlačijo in žrejo okoliško snov, da rastejo in tvorijo zvezde. Rezultati so bili objavljeni 5. julija 2013 v reviji Science.
Astronomi so vedno domnevali, da galaksije rastejo s privlačenjem snovi iz svoje okolice, vendar se je pokazalo, da je ta proces težko neposredno opazovati. Zdaj pa so uporabili ESO-v Zelo velik teleskop za proučevanje zelo redke poravnave med oddaljeno galaksijo [1] in še bolj oddaljenim kvazarjem — ekstremno svetlim jedrom galaksije, ki ga poganja supermasivna črna luknja. Preden svetloba iz kvazarja doseže Zemljo gre skozi snov okoli galaksije v ospredju in na ta način omogoča podrobno proučevanje lastnosti plina okoli nje [2]. Ti novi rezultati dajejo dosedaj najboljši vpogled na galaksijo v procesu hranjenja.
“Ta način poravnave je zelo redek in nam je omogočil edinstvena opazovanja,” pojasnjuje Nicolas Bouché z Raziskovalnega inštituta za astrofiziko in planetologijo (IRAP) v francoskem Toulousu in vodilni avtor novega članka. “Z ESO-vim Zelo velikim teleskopom smo lahko gledali oboje, samo galaksijo in njen okoliški plin. To pomeni, da se lahko lotimo pomembnega problema v nastajanju galaksij: kako galaksije rastejo in poganjajo nastajanje zvezd?”
Ko galaksije tvorijo nove zvezde, hitro izčrpajo zaloge plina in se morajo, da teče proces naprej, nekako neprestano oskrbovati s svežim plinom. Astronomi so domnevali, da leži odgovor na ta problem v zbiranju hladnega plina iz okolice z gravitacijskim privlakom galaksije. Po tem scenariju galaksija vleče plin k sebi. Ta plin sprva kroži okoli galaksije in se vrti skupaj z njo, nato pa pade vanjo. Čeprav so tovrstno akrecijo v galaksijah opazovali že prej, pa gibanje plina in druge lastnosti vse do zdaj niso bili povsem pojasnjeni.
Astronomi so uporabili dva inštrumenta, znana kot SINFONI in UVES [3]. Oba sta nameščena na ESO-vem Zelo velikem teleskopu na observatoriju Paranal v severnem Čilu. Nova opazovanja kažejo oboje, kako se sama galaksija vrti in sestavo ter gibanje plina izven galaksije.
“Lastnosti tega obsežnega območja okoliškega plina so bile natanko take, kot bi jih pričakovali, če bi galaksija vlekla vase hladen plin,” je dejal soavtor Michael Murphy (Swinburne University of Technology, Melbourne, Avstralija). “Plin se giblje, kot je bilo pričakovano, ga je približno v pričakovani količini in ima tudi pravo sestavo, da se odlično ujema z modeli. Je kot bi hranili leve v živalskem vrtu – prav ta galaksija ima nenasiten tek in odkrili smo, kako se hrani, da raste tako hitro.”
Astronomi so že našli dokaze o snovi okoli galaksij v zgodnjem vesolju, vendar so lahko tokrat prvič jasno pokazali, da se snov giblje navznoter in ne navzven ter tudi določili sestavo tega svežega goriva za naslednje generacije zvezd. Brez svetlobe kvazarja, ki je delovala kot pripomoček oz. žaromet, bi ta okoliški plin ostal neopazen.
“V tem primeru smo imeli srečo, da je bil kvazar ravno na pravem mestu in je šla njegova svetloba skozi padajoči plin. Naslednja generacija izjemno velikih teleskopov bo omogočila proučevanje mnogokratnih poravnav smeri na galaksijo in nam dala veliko popolnejši pogled,” zaključuje soavtor Crystal Martin (University of California Santa Barbara, ZDA).
Pojasnila
[1] Ta galaksija je bila najdena leta 2012 tekom pregleda rdečih premikov z ~ 2 SINFONI, imenovanega SINFONI Mg II program za sevalce črt (Line Emitters - SIMPLE). Kvazar v ozadju se imenuje QSO J2246-6015 ali HE 2243-60, sama galaksija pa ima rdeči premik 2.3285 — pomeni, da jo vidimo tako, kot je bila, ko je bilo vesolje staro komaj okoli dve milijardi let.
[2] Ko gre svetloba kvazarja skozi oblake plina, se svetloba nekaterih valovnih dolžin absorbira. Oblike prstnih odtisov te absorpcije lahko astronomom veliko povedo o gibanju in kemični sestavi plina. Brez kvazarja v ozadju bi dobili daleč manj informacij – oblaki plina ne svetijo in niso vidni na neposrednih posnetkih.
[3] SINFONI je Spektrograf za celostno opazovanje polja v bližnji infrardeči svetlobi (Spectrograph for INtegral Field Observations in the Near Infrared), UVES je Ultravijolični in vizualni echelle spektrograf (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph). Oba sta nameščena na ESO-vem Zelo velikem teleskopu. SINFONI je razkril gibanja plinov v sami galaksiji, UVES pa učinke plina okoli galaksije na svetlobo, ki prihaja iz bolj oddaljenega kvazarja.
Več informacij
Ta raziskava je bila predstavljena v članku z naslovom “Signatures of Cool Gas Fueling a Star-Forming Galaxy at Redshift 2.3”, ki bo objavljen 5. julija 2013 v reviji Science.
Raziskovalno skupino sestavljajo N. Bouché (CNRS; IRAP, Francija), M. T. Murphy (Swinburne University of Technology, Melbourne, Avstralija), G. G. Kacprzak (Swinburne University of Technology, Avstralija; Australian Research Council Super Science Fellow), C. Péroux (Aix Marseille University, CNRS, Francija), T. Contini (CNRS; University Paul Sabatier of Toulouse, Francija), C. L. Martin (University of California Santa Barbara, ZDA), M. Dessauges-Zavadsky (Observatory of Geneva, Švica).
ESO je osrednja medvladna astronomska organizacija v Evropi in doslej v svetu najbolj produktiven zemeljski astronomski observatorij. Vzdržuje ga 15 držav: Avstrija, Belgija, Brazilija, Češka republika, Danska, Francija, Finska, Nemčija, Italija, Nizozemska, Portugalska, Španija, Švedska, Švica in Združeno kraljestvo. ESO izvršuje ambiciozen program, osredotočen na načrtovanje, gradnjo in upravljanje zmogljivih zemeljskih opazovalnih naprav, ki astronomom omogočajo, da pridejo do pomembnih znanstvenih odkritij. ESO igra vodilno vlogo pri promociji in organizaciji sodelovanja pri astronomskih raziskavah. ESO upravlja tri edinstvene opazovalne lokacije svetovnega formata v Čilu: La Silla, Paranal in Chajnantor. V Paranalu upravlja ESO Zelo velik teleskop, na svetu najnaprednejši astronomski observatorij za vidno svetlobo in dva pregledovalna teleskopa. VISTA deluje v infrardeči svetlobi in je največji pregledovalni teleskop na svetu. Pregledni teleskop VLT je največji teleskop, namenjen izključno pregledovanju neba v vidni svetlobi. ESO je evropski partner revolucionarnega astronomskega teleskopa ALMA, največjega obstoječega astronomskega projekta. ESO trenutno načrtuje 39-metrski Evropski izjemno velik optični in bližnji infrardeči teleskop (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope – E-ELT), ki bo postal “največje oko zazrto v nebo na svetu”.
Povezave
Vir: ESO