Dalekohled ESO/VLT objevil obří oblaky plynu kolem vzdálených kvasarů

ESO 038/16 tisková zpráva

Mezinárodnímu týmu astronomů se podařilo objevit zářící oblaky plynu obklopující vzdálené kvasary. Jejich nezaměnitelný signál odhalili pomocí přístroje MUSE a dalekohledu ESO/VLT. Vůbec poprvé byla tato rozsáhlá hala detekována u všech kvasarů ve zkoumaném vzorku. Jejich vlastnosti jsou navíc v příkrém rozporu s dnes uznávanými teoriemi formování galaxií v mladém vesmíru.

Mezinárodní tým astronomů pod vedením pracovníků švýcarského institutu ETH (Swiss Federal Institute of Technology, Zurich, Švýcarsko) využil mimořádného výkonu přístroje MUSE a dalekohledu ESO/VLT (Very Large Telescope) pracujícího na observatoři Paranal ke zkoumání plynu v okolí vzdálených aktivních galaxiích, které vědci označují jako kvasary (quasars). Jsou natolik vzdálené, že je pozorujeme tak, jak vypadaly méně než 2 miliardy let po velkém třesku. V centru každého kvasaru se nachází superhmotná černá díra, která rychle pohlcuje okolní hvězdy, plyn i další hmotu. Díky tomu vydávají značné množství energie a kvasary tak patří k nejzářivějším a nejaktivnějším objektům ve vesmíru.

V této studii vědci zkoumali 19 vybraných nejjasnějších kvasarů pozorovatelných pomocí přístroje MUSE. Již v minulosti se ukázalo, že asi 10% kvasarů je obklopeno haly plynu (intergalaktického média, intergalactic medium), která sahají až do vzdálenosti 300 tisíc světelných let od jejich středu. Nová studie však přinesla překvapení – rozsáhlá hala byla detekována u všech devatenácti zkoumaných kvasarů. Přitom se předpokládalo, že budou nalezena maximálně dvě. Členové týmu se domnívají, že příčinou je mimořádný nárůst výkonu přístroje MUSE ve srovnání s podobnými staršími zařízeními, ale potvrzení přinesou až další pozorování.

„Je příliš brzy na to říct, jestli jde čistě o důsledek použití nové pozorovací techniky nebo o specifickou vlastnost námi vybraného vzorku kvasarů. Máme se stále co učit. Jsme na začátku nové éry objevů,“ říká vedoucí autorka článku Elena Borisova (ETH, Zurich).

Původním cílem studie bylo zkoumat plynnou složku vesmíru v těch největších měřítcích – na úrovni struktur známých jako kosmická pavučina (cosmic web), v jejichž uzlech se jasné kvasary nacházejí [1]. Plynná složka této sítě se však detekuje velmi obtížně. Ozařovaná hala obklopující kvasary tak nabízejí unikátní příležitost ke studiu plynu tvořícího tuto velkorozměrovou kosmickou strukturu.

Nově nalezená hala přinesla však ještě další překvapení: jsou tvořena relativně chladným mezigalaktickým plynem o teplotě asi 10 000° C. Tento výsledek je ale v příkrém rozporu s dnes přijímanými teoriemi formování galaxií, které tvrdí, že plyn v takové blízkosti galaxií by měl mít teplotu až milionů stupňů.

Objev naznačuje mimořádné možnosti zařízení při pozorování kvasarů [2]. Sebastiano Cantalupo, spoluautor práce, neskrývá vzrušení z nových možností, které přístroj přináší: „Využili jsme unikátní schopnosti zařízení MUSE v rámci naší studie, která je průkopníkem budoucích rozsáhlejších přehlídek. Tento přístup, v kombinaci s novou generací teoretických a numerických modelů, přinese zcela nový pohled na vznik kosmických struktur a vývoj galaxií.“

Zdroj

Poznámky

[1] Kosmická pavučina představuje strukturu hmoty ve vesmíru v tom největším měřítku. Je tvořena úzkými filamenty (filaments) původní látky (většinou se jedná o vodík a hélium) a temné hmoty (dark matter), které propojují galaxie a přemosťují prázdné prostory mezi nimi. Hmota se může podél filamentů přesouvat ke galaxiím a ovlivňovat jejich růst a vývoj.

[2] MUSE je spektrograf pro celé pole, který kombinuje spektrografická pozorování a zobrazování. Je schopen pozorovat rozsáhlé astronomické objekty jako celek během jedné expozice, a pro každý element obrazu zároveň získá spektrum (závislost intenzity záření na vlnové délce).

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku 'Ubiquitous giant Lyα nebulae around the brightest quasars at z ~ 3.5 revealed with MUSE', který byl zveřejněn v odborném astronomickém časopise Astrophysical Journal.

Složení týmu: Elena Borisova, Sebastiano Cantalupo, Simon J. Lilly, Raffaella A. Marino a Sofia G. Gallego (Institute for Astronomy, ETH Zurich, Švýcarsko), Roland Bacon a Jeremy Blaizot (University of Lyon, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Saint-Genis-Laval, Francie), Nicolas Bouché (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Toulouse, Francie), Jarle Brinchmann (Leiden Observatory, Leiden, Nizozemí; Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Porto, Portugalsko), C Marcella Carollo (Institute for Astronomy, ETH Zurich, Švýcarsko), Joseph Caruana (Department of Physics, University of Malta, Msida, Malta; Institute of Space Sciences & Astronomy, University of Malta, Malta), Hayley Finley (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Toulouse, Francie), Edmund C. Herenz (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Německo), Johan Richard (Univ Lyon, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Saint-Genis-Laval, Francie), Joop Schaye a Lorrie A. Straka (Leiden Observatory, Leiden, Nizozemí), Monica L. Turner (MIT-Kavli Center for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, USA), Tanya Urrutia (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Německo), Anne Verhamme (University of Lyon, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Saint-Genis-Laval, Francie), Lutz Wisotzki (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Německo).

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

• vědecký článek
• snímky dalekohledu VLT

Kontakty

Viktor Votruba; národní kontakt; Astronomický ústav AV , 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

Elena Borisova; ETH Zurich; Switzerland; Tel.: +41 44 633 77 09; Email: borisova@phys.ethz.ch

Sebastiano Cantalupo; ETH Zurich; Switzerland; Tel.: +41 44 633 70 57; Email: cantalupo@phys.ethz.ch

Mathias Jäger; Public Information Officer; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 176 62397500; Email: mjaeger@partner.eso.org