Bouřlivý vývoj kvasaru

ESO 002/16 tisková zpráva

Radioteleskop ALMA odhaluje tajemství nejzářivější známé galaxie ve vesmíru

Nejzářivější známou galaxií ve vesmíru je kvasar W2246-0526. Nachází se tak daleko, že tak, jak jej dnes pozorujeme, vypadal, když byl vesmír mladší než 10% svého současného stáří. Mladá galaxie je, podle posledních pozorování získaných pomocí radioteleskopu ALMA, natolik bouřlivým prostředím, že vyvrhuje obrovská množství plynu, ze kterého mohou vznikat nové hvězdy.

Kvasary jsou vzdálené mladé galaxie s velmi aktivními superhmotnými černými děrami ve svých nitrech, které vyvrhují mohutné jety částic a energetického záření. Většina kvasarů září velmi jasně, ale malou část těchto bouřících objektů [1] řadíme do kategorie označovaných 'Hot DOG', neboli 'horké, prachem zahalené galaxie' (Hot, Dust-Obscured Galaxies). A takovým objektem je i galaxie WISE J224607.57-052635.0 [2], nejzářivější známá galaxie ve vesmíru.  

Tanio Díaz-Santos a jeho tým z Universidad Diego Portales (Santiago, Chile) poprvé využili unikátních schopností radioteleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) [3], aby nahlédli do nitra W2246-0526 a zkoumali pohyby ionizovaných atomů uhlíku putujících mezi hvězdami této galaxie.

„Značnou část této mezihvězdné hmoty jsme našli v mimořádně bouřlivém a dynamickém stavu – putuje galaxií rychlostí až 2 miliony kilometrů za hodinu,“ vysvětluje hlavní autor práce Tanio Díaz-Santos. 

Astronomové se domnívají, že toto mimořádné chování by mohlo souviset s extrémní zářivostí galaxie. W2246-0526 uvolňuje zhruba tolik světla jako 350 bilionů Sluncí. Tato udivující jasnost je zapříčiněna diskem plynu, který je extrémně zahříván při spirálovitém pohybu směrem k superhmotné černé díře v srdci galaxie.  Světlo z tohoto oslnivě jasného akrečního disku (accretion disc) však neodchází pryč přímo, ale je absorbováno okolní hustou prachovou obálkou, která následně pohlcenou energii emituje na vlnových délkách infračerveného záření [4].   

A tento mohutný energetický tok infračerveného záření má přímý a zničující dopad na celou galaxii. Oblast kolem černé díry je přinejmenším 100krát zářivější než celý zbytek této galaxie, a tento relativně malý zdroj intenzivního záření vystavuje celou galaxii W2246-0526 enormnímu tlaku [5].

„Na základě pozorování ohromného množství uvolňované energie v podobě infračerveného záření jsme se domnívali, že galaxie procházela v této fázi svého vývoje určitou transformací,“ říká spoluautor studie Peter Eisenhardt (WISE, Jet Propulsion Laboratory, NASA, Pasadena, California, USA).

„Pozorování provedená pomocí radioteleskopu ALMA však nyní ukázala, že žhnoucí kotel v nitru této galaxie se přehřál,“ dodává vedoucí pozorování pomocí ALMA Roberto Assef (Universidad Diego Portales).

Pokud by tyto extrémní podmínky panovaly dále, intenzivní infračervené záření by mohlo z galaxie vyhnat všechen mezihvězdný plyn. Modely simulující vývoj galaxie na základě informací, které poskytla ALMA, ukazují, že již v tomto stavu proudí mezihvězdný plyn z galaxie pryč všemi směry. 

„Pokud budou tyto procesy pokračovat, je možné, že by se W2246 postupně mohla stát obyčejným kvasarem,“ dodává Manuel Aravena (Universidad Diego Portales). „Pouze díky ALMA mimořádnému rozlišení, jaké poskytuje ALMA, jsme mohli spatřit tento objekt v takových detailech a sledovat takto významné období vývoje této galaxie.“

Zdroj

Poznámky

[1] Pouze asi 1 ze 3 000 pozorovaných kvasarů je řazen do kategorie 'Hot DOG'.

[2] Celé označení tohoto mimořádného objektu je WISE J224607.57-052635.0. Byl objeven pomocí družice WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer, NASA). Číselné údaje v označení udávají polohu objektu na obloze. 

[3] ALMA má unikátní schopnost detekce slabého elektromagnetického záření milimetrových vlnových délek, které přirozeně vydávají atomy uhlíku.

[4] Díky rudému posuvu způsobenému expanzí vesmíru je infračervené záření z galaxie W2246-0526 pro pozorovatele na Zemi posunuto k ještě delším vlnovým délkám do oblasti milimetrových vln – tedy do pásma, které pozoruje ALMA. 

[5] Ve většině ostatních kvasarů je tento poměr mnohem nižší. Procesy vzájemné interakce centrální černé díry a hmoty tvořící zbylou část galaxie, jsou mezi astronomy označovány jako 'zpětná vazba' (feedback).

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku "The Strikingly Uniform, Highly Turbulent Interstellar Medium of The Most Luminous Galaxy in the Universe” autorů T. Díaz-Santos a kol., který byl zveřejněn ve vědeckém časopise Astrophysical Journal Letters.

Složení týmu: T. Díaz-Santos (Universidad Diego Portales, Santiago, Chile), R. J. Assef (Universidad Diego Portales, Santiago, Chile), A. W. Blain (University of Leicester, UK) , C.-W. Tsai (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA) , M. Aravena (Universidad Diego Portales, Santiago, Chile), P. Eisenhardt (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA), J. Wu (University of California Los Angeles, California, USA), D. Stern (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA) and C. Bridge (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA).

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace Evropy, která v současnosti provozuje jedny z nejproduktivnějších pozemních astronomických observatoří světa. ESO podporuje celkem 16 zemí: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie a hostící stát Chile. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a provoz výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také hraje vedoucí úlohu při podpoře a organizaci celosvětové spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal, nejvyspělejší astronomické observatoři světa pro viditelnou oblast, pracuje Velmi velký dalekohled VLT a také dva další přehlídkové teleskopy – VISTA a VST. Dalekohled VISTA pozoruje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým teleskopem na světě, dalekohled VST je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy ve viditelné oblasti spektra. ESO je významným partnerem revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Nedaleko Paranalu v oblasti Cero Armazones staví ESO nový dalekohled E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope), který se stane „největším okem hledícím do vesmíru“.

Odkazy

• odborný článek
• snímky radioteleskopu ALMA

Kontakty

Viktor Votruba; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: votruba@physics.muni.cz

Jiří Srba; překlad; Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika; Email: jsrba@astrovm.cz

Tanio Díaz-Santos; Universidad Diego Portales; Santiago, Chile; Email: tanio.diaz@mail.udp.cl

Richard Hook; ESO Public Information Officer; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6655; Mobil: +49 151 1537 3591; Email: rhook@eso.org