Krmení galaxie zachyceno ve světle vzdáleného kvasaru

ESO 030/13 tisková zpráva

Dalekohled ESO/VLT zkoumá růst galaxií

Astronomové využívající dalekohled ESO/VLT zachytili vzdálenou galaxii, která hladově nasává plyn ze svého okolí. Plyn proudí směrem do galaxie a vytváří tok, který jednak poskytuje hmotu pro formování hvězd a za druhé pohání rotaci galaxie. Jedná se o dosud nejlepší přímé důkazy podporující teorii, která tvrdí, že galaxie nasávají a pohlcují okolní materiál, aby mohly dále růst a tvořit nové hvězdy. Výsledky byly publikovány 5. června 2013 v odborném časopise Science.

Astronomové vždy předpokládali, že galaxie rostou díky nasávání hmoty ze svého okolí. Ukázalo se ale, že je velmi obtížné tento proces přímo sledovat. Vědci však nedávno použili dalekohled ESO/VLT ke studiu neobvyklého seskupení vzdálené galaxie [1] a ještě vzdálenějšího kvasaru – extrémně jasného galaktického jádra, kterému dodává energii supermasivní černá díra. Světlo kvasaru na cestě k nám prochází hmotou v okolí bližší galaxie. To umožňuje detailně zkoumat vlastnosti plynu v okolí této galaxie [2]. Nová pozorování poskytla zatím nejlepší záběry ‚galaxie při krmení‘.   

„Tento druh uspořádání je opravdu velmi vzácný a díky němu jsme mohli provést unikátní pozorování,“ vysvětluje vedoucí autor článku Nicolas Bouché (Research Institute in Astrophysics and Planetology (IRAP), Toulouse, Francie). „Umožnilo nám to použít dalekohled VLT k prozkoumání jak galaxie samotné, tak i okolního plynu. Mohli jsme se tak zaměřit na jeden z důležitých problémů vzniku galaxií: jak galaxie rostou a získávají hmotu pro pokračování hvězdotvorby?“

Galaxie totiž při vytváření hvězd rychle spotřebují vlastní zásoby plynu. Potřebují odněkud doplňovat hmotu, aby mohl proces vzniku hvězd pokračovat. Astronomové se domnívali, že odpověď na tuto otázku je skryta v nasávání chladného plynu z galaktického okolí prostřednictvím gravitace. V tomto modelu galaxie přitahuje plyn k sobě a ten následně obíhá kolem ní, než je definitivně vtažen dovnitř. Ačkoli náznaky těchto procesů byli již v minulosti u galaxií pozorovány, pohyb plynu a jeho vlastnosti byly až dosud v podstatě neznámé.

Při pozorování astronomové použili dvojici přístrojů SINFONI a UVES [3], oba pracující ve spojení s dalekohledem ESO/VLT na observatoři Paranal v Chile. Nová pozorování jednak ukázala, jakým způsobem galaxie rotuje, a za druhé bylo možné zkoumat složení a pohyb plynu v jejím okolí.

"Vlastnosti tohoto ohromného množství okolního plynu jsou přesně takové, jaké bychom očekávali, pokud by se jednalo o chladný plyn, který galaxie nasává,“ říká spoluautor studie Michael Murphy (Swinburne University of Technology, Melbourne, Austrálie).  „Pohybuje se tak, jak jsme čekali, je ho zhruba předpokládané množství, a také jeho složení se shoduje s modelovými výpočty. Je to jako krmení lvů v zoo – tato konkrétní galaxie je opravdu nenasytná a my jsme pozorovali, jak se krmí, aby mohla dále růst.“

Astronomové již dříve objevili známky hmoty v okolí galaxií v mladém vesmíru. Ale toto je poprvé, kdy se jim podařilo jasně prokázat, že hmota se pohybuje směrem do galaxie a ne ven. Zároveň bylo možné zjistit složení tohoto nového paliva pro budoucí generace hvězd. Bez světla kvasaru, který posloužil jako zkušební zdroj záření, by se okolní plyn detekovat nepodařilo.

„V tomto případě máme opravdu velké štěstí, že kvasar se nachází na tom správném místě, aby jeho světlo mohlo na cestě k nám projít také plynem, který galaxie nasává. Příští generace velkých dalekohledů umožní provádět výzkumy pomocí několika zdrojů a poskytne mnohem úplnější pohled,“ dodává Crystal Martin (University of California Santa Barbara, USA), spoluautor práce.

Zdroj

Poznámky

[1] Galaxie byla objevena v roce 2012 v rámci programu SIMPLE (SINNFONI Mg II Program for Line Emitters), který se zaměřoval na přehlídku galaxií s rudým posuvem z ~ 2. Kvasar na pozadí nese označení HE 2243-60 a nachází se o něco dále, jeho rudý posuv je 2,3285, což znamená, že objekt vidíme tak, jak vypadal asi 2,8 miliardy let po velkém třesku, tedy téměř před 11 miliardami let.

[2] Pří průchodu záření kvasaru plynem v okolí galaxie jsou některé vlnové délky absorbovány. Známky této absorpce ve spektru mohou astronomům prozradit mnoho o pohybech a chemickém složení plynu. Bez kvasaru na pozadí by se nepodařilo získat takové množství informací – oblaka plynu totiž nezáří a na snímcích proto nejsou viditelné.

[3] SINFONI (Spectrograph for INtegral Field Observations in the Near Infrared) a UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph) jsou přístroje pracující ve spojení s dalekohledem ESO/VLT. Pomocí SINFONI se podařilo odhalit pohyby plynu v samotné galaxii a UVES pozoroval vliv plynu v okolí galaxie na záření přicházející ze vzdálenějšího kvasaru.

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku “Signatures of Cool Gas Fueling a Star-Forming Galaxy at Redshift 2.3”, který vyšel 5. července 2013 v odborném časopise Science.

Složení týmu: N. Bouché (CNRS; IRAP, Francie), M. T. Murphy (Swinburne University of Technology, Melbourne, Austrálie), G. G. Kacprzak (Swinburne University of Technology, Austrálie; Australian Research Council Super Science Fellow), C. Péroux (Aix Marseille University, CNRS, Francie), T. Contini (CNRS; University Paul Sabatier of Toulouse, Francie), C. L. Martin (University of California Santa Barbara, USA), M. Dessauges-Zavadsky (Observatory of Geneva, Švícarsko).

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace Evropy a v současnosti nejproduktivnější pozemní astronomická observatoř. ESO podporuje celkem 15 členských zemí: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Velká Británie. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a úspěšný chod výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také vedoucí úlohu při podpoře a organizaci spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal provozuje Velmi velký teleskop (VLT), což je nejvyspělejší astronomická observatoř pro viditelnou oblast světla, a také dva další přehlídkové teleskopy. VISTA pracuje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým dalekohledem na světě, dalekohled VST (VLT Survey Telescope) je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy výhradně ve viditelné části spektra. ESO je evropským partnerem revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Pro viditelnou a blízkou infračervenou oblast ESO rovněž plánuje nový dalekohled E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) s primárním zrcadlem o průměru 39 metrů, který se stane „největším okem do vesmíru“.

Odkazy

• snímky dalekohledu VLT

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

Nicolas Bouché; Observatoire Midi-Pyrénées–IRAP; Toulouse, France; Tel.: +33 5 61 33 27 87; Mobil: +33 7 51 51 46 83; Email: Nicolas.Bouche@irap.omp.eu

Michael Murphy; Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology; Melbourne, Australia; Tel.: +61 3 9214 5818; Mobil: +61 405 214 461; Email: mmurphy@swin.edu.au

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

Toto je překlad tiskové zprávy ESO eso1330. ESON -- ESON (ESO Science Outreach Network) je skupina spolupracovníku z jednotlivých členských zemí ESO, jejichž úkolem je sloužit jako kontaktní osoby pro lokální média.