Naukowcy obserwują silny wiatr molekularny w aktywnej galaktyce spiralnej

Międzynarodowy zespół naukowców korzystający z LMT (Large Millimeter Telescope) w środkowym Meksyku wykrył niespodziewany i silny wypływ gazu molekularnego w odległej aktywnej galaktyce podobnej do Drogi Mlecznej. Galaktyka znajduje się w odległości 800 mln lat świetlnych od Ziemi.

Min S. Yun, profesor astronomii na University of Massachusetts Amherst mówi: „Zrozumienie, jak często centralna czarna dziura zakłóca swoją galaktykę poprzez nieznany jeszcze energetyczny proces sprzężenia zwrotnego, jest jednym z najważniejszych pytań pozostających bez odpowiedzi w dzisiejszych badaniach ewolucji galaktyk a LMT o powierzchni 50 metrów, powinien dostarczyć lepszego spojrzenia na problem w nadchodzących sezonach obserwacyjnych.”

Około dwa lata temu, dzięki danym rentgenowskim uzyskanym przez satelitę XMM-Newton, odnotowano obecność skrajnie szybkich wypływów zjonizowanego gorącego gazu w tym samym obiekcie, nazwanym IRAS17020+4544. Uważa się, że wiatry pochodzą z dysku akrecyjnego zlokalizowanego wokół supermasywnej czarnej dziury, która napędza świecące aktywne jądra galaktyczne (kwazary). Aktywność tego typu galaktyk jest związana z energią uwalnianą przez procesy akrecyjne, które zachodzą w pobliżu czarnej dziury. Pomimo obecności aktywnego jądra, galaktyka ta jest znacznie słabsza w porównaniu z kwazarami.

Dane uzyskane za pomocą spektrografu LMT Redshift Search Receiver (RSR), opracowane w UMass Amherst, ujawniają, że takie skrajnie szybkie wypływy promieniowania rentgenowskiego współistnieją z molekularnym wypływem zimnego i gęstego gazu emitowanego na częstotliwościach milimetrowych.

Anna Lia Longinotti z INAOE wyjaśnia, że gaz wykryty przez LMT znajduje się w tej samej galaktyce w dużej odległości, 2000 – 20 000 lat świetlnych od centralnej czarnej dziury, podczas gdy szybki wiatr promieni X znajduje się znacznie bliżej czarnej dziury, w sercu aktywnego jądra.

Longinotti podkreśla, że wśród naukowych osiągnięć w wykonywaniu obserwacji molekularnego gazu AGN należy potwierdzić istnienie połączenia szybkich wiatrów z dysków akrecyjnych i wielkoskalowych wypływów gazu molekularnego.

Wiatr dysku akrecyjnego, obserwowany w promieniowaniu rentgenowskim, jest wyrzucany z pewną energią i siłą. Pomiary wykonane przez naukowców wydają się wskazywać, że wypływ molekularny oszczędza tę energię początkową podczas zamiatania galaktyki, dlatego widzą to połączenie, a to wydaje się oznaczać, że zachowanie czarnej dziury, która jest odpowiedzialna za wyrzucanie wiatru dysku, ma głęboki wpływ na gaz dystrybuowany na znacznie większą skalę w galaktyce macierzystej. Podsumowując, połączenie to reguluje aktywność formowania się gwiazd i ewolucję galaktyk.

Nie było to spodziewane zjawisko w obiektach, które nie są kwazarami czy skrajnie świecącymi galaktykami podczerwonymi (Ultra Luminous Infrared Galaxies). Obydwa charakteryzują się dużą ilością gazu molekularnego. Astronomowie wiedzieli, że techniczne właściwości LMT umożliwiają rutynową obserwację gazu molekularnego w galaktykach, ale w tej konkretnej można było określić obecność wypływu molekularnego i zmierzyć jego prędkość. Chociaż nie jest ona tak wysoka, jak ta zaobserwowana dla wiatru rentgenowskiego, prędkość wypływu molekularnego waha się między 700 a 1000 km/s, a więc znacznie przewyższa zimny gaz zwyczajowo obserwowany podczas współrotacji w kilku galaktykach.

Olga Vega z INAOE, która także uczestniczyła w projekcie, podkreśla, że LMT jest obecnie najlepszym pojedynczym teleskopem do przeprowadzania tego typu badań. Do tej pory połączenie między tymi wiatrami zostało wykryte tylko w trzech obiektach, a pozostałe dwa są dziesięciokrotnie jaśniejsze, niż ten. Vega mówi teraz, że LMT wykorzystuje 50-metrową antenę a nowe oprzyrządowanie jest instalowane, więc jest idealnym obserwatorium do wyszukiwania i wykrywania wypływów w innych galaktykach. Jeżeli celem jest przeprowadzenie głębszego badania, konieczne jest przejście do interferometrii, ponieważ technika ta umożliwia ukazanie wymiarów, rozkładu przestrzennego i geometrii wypływów molekularnych. Niemniej jednak, LMT będzie grało fundamentalną rolę w odkrywaniu nowych wypływów molekularnych, a tym samym zdemaskowaniu natury kosmicznej informacji zwrotnej i jej roli w ewolucji galaktyk.

Naukowcy mówią, że ta konkretna galaktyka będzie przedmiotem dalszych badań na wielu długościach fali. Po raz pierwszy zostanie przeprowadzona tak szeroka i kompletna kampania w celu lepszego zrozumienia zjawiska wypływów.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
University of Massachusetts

Dodaj komentarz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.