Niespodziewane odkrycie ALMA-APEX ujawnia rozproszony gaz molekularny w protogromadzie galaktyk SPT2349-56 wydłużający czas formowania się gwiazd o 400 milionów lat.
Źródło: MPIfR/N.Sulzenauer
Astronomowie korzystający z Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), wraz z uzupełniającymi danymi z Atacama Pathfinder Experiment (APEX), odkryli zaskakująco duży zbiornik gazu molekularnego w protogromadzie galaktyk znanej jako SPT2349-56. Protogromada ta, znajdująca się w odległości około 12 miliardów lat świetlnych, jest regionem wczesnego Wszechświata, w którym gromady galaktyk dopiero zaczynają się formować.
Gromady galaktyk są największymi strukturami we Wszechświecie, a zrozumienie procesu ich powstawania jest głównym celem naukowców. Protogromady takie jak SPT2349-56 oferują unikalne spojrzenie na ten proces, pozwalając astronomom obserwować galaktyki łączące się w gęstym środowisku.
Nowe badania, prowadzone przez Dazhi Zhou z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej, skupiają się na gazie molekularnym w SPT2349-56. Gaz molekularny, głównie wodór, jest surowcem do formowania się gwiazd, co odgrywa kluczową rolę w ewolucji galaktyk.
Porównując obserwacje z konfiguracji ALMA o wysokiej rozdzielczości z danymi o niższej częstotliwości z Atacama Compact Array (ACA) i APEX, zespół odkrył znaczną ilość gazu molekularnego, który był niewidoczny na obrazach ALMA o niższej rozdzielczości. ACA wykryła o 75% więcej CO niż suma poszczególnych źródeł wykrytych w danych ALMA o wyższej rozdzielczości.
Ten brakujący gaz to nie tylko kilka słabych, niewykrytych galaktyk. Zamiast tego wydaje się, że jest to rozproszony zbiornik gazu rozprzestrzeniony w całej protogromadzie.
Ten ukryty rezerwuar gazu może być kluczem do zrozumienia intensywnej aktywności formowania się gwiazd obserwowanej w SPT2349-56. Obecność tak dużej ilości dodatkowego gazu wydłuża czas formowania się gwiazd, co oznacza, że całkowita skala czasowa wyczerpania przekroczy 400 milionów lat.
Zespół spekuluje, że ten rozciągnięty gaz może być prekursorem gorącego, rozproszonego gazu znanego jako ośrodek wewnątrzgromadowy (ICM), który wypełnia dojrzałe gromady.
To odkrycie podkreśla moc ALMA, zwłaszcza gdy jest używana w wielu konfiguracjach – powiedział Zhou. Obserwacje w wysokiej rozdzielczości pozwoliły nam wskazać poszczególne galaktyki, podczas gdy dane w niższej rozdzielczości ujawniły szerszy obraz – rozproszony gaz, który łączy te galaktyki i napędza ich procesy gwiazdotwórcze.
SPT2349-56 jest układem ekstremalnym, produkującym gwiazdy ~dziesięć tysięcy razy szybciej niż nasza Droga Mleczna, a obserwacje te przyczyniły się do poszerzenia wiedzy naukowców na temat powstawania i ewolucji galaktyk. Odkrycia te sugerują również, że obserwacje ALMA o wysokiej rozdzielczości, choć doskonałe do badania pojedynczych galaktyk, mogą pomijać znaczący składnik gazu w tych wczesnych gromadach. Brakujący gaz może znajdować się w ośrodku okołogalaktycznym (CGM) lub wstępnie ogrzanym ośrodku proto-wewnątrzgromadowym (proto-ICM). Przyszłe badania wykorzystujące pełne możliwości ALMA, w tym zwarte konfiguracje macierzy, będą miały kluczowe znaczenie dla pełnego scharakteryzowania tego ukrytego zbiornika gazu i zrozumienia jego roli w tworzeniu się gromad galaktyk.
Wyniki badań zostały opublikowane w Astrophysical Journal Letters.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
NRAO
