Ogromna zjonizowana chmura wodoru w galaktyce Wir

Astronomowie przyglądali się bacznie galaktyce M51, zwanej też Galaktyką Wir, od XIX wieku oraz jej sygnaturze spiralnej struktury informującej o najwcześniejszych debatach nad naturą galaktyk i całego kosmosu.

Jednak nikt – ani okiem nieuzbrojonym, ani przy pomocy silnych instrumentów optycznych – nigdy nie widział tego, co astronomowie Case Western Reserve University zaobserwowali po raz pierwszy przy użyciu odnowionego 75-letniego teleskopu w górach południowo-zachodniej Arizony.

Okazało się, że jest to zjonizowana chmura wodoru wyrzucana z pobliskiej galaktyki, a następnie „ugotowana” przez promieniowanie pochodzące z galaktycznej centralnej czarnej dziury.

Chris Mihos, profesor astronomii z Case Western Reserve i trójka jego współpracowników pod kierunkiem Aarona Watkinsa oraz kierownika Case Western Reserve Observatory – Paula Hardinga i astronoma Matthew Bershady z University of Wisconsin, napisali o tym odkryciu w czasopiśmie The Astrophysical Journal Letters.

Odkrycie gigantycznej chmury gazu, po raz pierwszy zaobserwowanej przez Watkinsa w 2015 r. i ogłoszonej przez Mihosa na Twitterze w kwietniu, potencjalnie zapewnia astronomom na całym świecie nieoczekiwanie „miejsce w pierwszym rzędzie” do podglądania zachowania czarnej dziury i powiązanej z nią galaktyki, która konsumuje i „przetwarza” wodór.

Astronomowie znają kilka takich chmur w odległych galaktykach, jednak nie w tak bliskiej odległości od nas. Dzięki temu odkryciu mają świetną okazję aby dokładnie zbadać, w jaki sposób gaz jest wyrzucany z galaktyki oraz jak czarne dziury mogą wpływać na duże obszary przestrzeni wokół tych galaktyk.

Ale w jaki sposób astronomowie z Case Western Reserve odkryli coś, co inni przegapili? Częściowo dlatego, że znaleźli się w odpowiednim miejscu z odpowiednim sprzętem, a następnie zwrócili się do kolegi z prośbą o potwierdzenie dodatkowych danych.

Teleskop Burrell’a Schmidta z Case Western Reserve w Warner & Swasey Observatory, jeden z ponad dwóch tuzinów teleskopów badawczych w Kitt Peak National Observatory, w tym National Optical Astronomy Observatory and National Solar Observatory, znajduje się pod ciemnym niebem 100 km na południowy zachód od Tucson w Arizonie.

Chociaż mniejszy i starszy, niż większość teleskopów na Kitt Peak, teleskop Case Western Reserve jest również skonstruowany w taki sposób, aby zapewnić szerokie pole widzenia, jednocześnie chroniąc przed niechcianym światłem rozproszonym.

To, co robi ten teleskop to mierzy bardzo rozproszone światło emitowane przez gaz lub gwiazdy w galaktyce. To wspaniały instrument, który umożliwia astronomom postępy w badaniu słabych obrzeży galaktyk.

Watkins początkowo tworzył obraz galaktyki Wir, aby odwzorować słabe wstęgi gwiazd oderwane przez zderzenia galaktyk. Myśląc, że w tych wstęgach może być także gaz, zespół dopasował do teleskopu specjalny filtr, aby zobaczyć gorący, zjonizowany wodór, który emituje światło na określonej długości fali.

Odnajdywanie gwiazd jest stosunkowo proste. Jednak gaz nie świeci na wszystkich długościach fali, dlatego m.in. nikt wcześniej tego nie zauważył. Poprzednie badania z użyciem tego rodzaju filtrów wodorowych do poszukiwania zjonizowanego gazu nie były w stanie wykryć emisji tak słabej i znajdującej się tak szeroko wokół M51.

Może się jednak okazać, że obserwowany gaz znajduje się pomiędzy nami a M51. Jak się przekonać, do której galaktyki należy? Astronomowie muszą sprawdzić, z jaką prędkością porusza się chmura. Czy powoli, jak nasza Galaktyka, czy szybko, jak M51?

Astronomowie z CWRU połączyli siły z astronomem Matthew Bershady z University of Wisconsin, aby wykorzystać pobliskie Obserwatorium WIYN do potwierdzenia powiązania chmury z M51. 3,5-metrowy teleskop WIYN został wyposażony w przyrząd zdolny do przyjęcia szczegółowego spektrum chmury do pomiaru jej prędkości.

Badając spektrum gazu astronomowie byli w stanie powiedzieć, jak szybko się od nas oddala, co potwierdziło, że jest on częścią galaktyki Wir a nie czymś z naszego własnego podwórka.

Rola odkrycia polega na dokładniejszym zrozumieniu, w jaki sposób galaktyki wyrzucają i „przetwarzają” swój gaz i gwiazdy. Zostanie to ustalone w nadchodzących latach, gdy większa liczba astronomów będzie poszukiwać informacji, które były tam od zawsze, nawet jeżeli do tej pory pozostawały niewidoczne.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
Case Western Reserve University

Dodaj komentarz

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