ALMA widzi wielkie obszary turbulentnego gazu w odległej galaktyce

Zespół kierowany przez Edith Falgarone z Obserwatorium Paryskiego przy pomocą sieci interferometrycznej ALMA bada emisję cząsteczek węglowodoru CH+ w odległych galaktykach gwiazdotwórczych (takich, w których nowych gwiazd przybywa bardzo intensywnie). Zidentyfikowano je w znacznych ilościach w pięciu z sześciu badanych galaktyk. Naukowcy sądzą, że może to pomóc w lepszym zrozumieniu procesów tworzenia się galaktyk i gwiazd.

CH+, będący jonem cząsteczki znanej jako metyloidynium, jest związkiem, do którego powstania potrzeba dużych ilości energii. Jest on też wysoce reaktywny - łatwo oddziaływuje z innymi cząsteczkami, przez co jego średni czas życia jest krótki i trudno jest go zaobserwować. Oznacza to także, że cząsteczki CH+ nie przenoszą się na duże kosmiczne odległości - wcześniej ulegają bowiem rozpadowi. Mogą być jednak wykorzystywane do śledzenia zmian energetycznych w galaktykach i ich bliższym otoczeniu. Ponieważ CH+ tworzy się wyłącznie w małych obszarach, gdzie burzliwe ruchy gazu łatwo ulegają rozproszeniu, jego detekcja pozwala badać przepływy energii w niewielkiej skali. W rzeczywistości był on jednym z pierwszych związków chemicznych, jakie wykryto w ośrodku międzygwiezdnym jeszcze w latach czterdziestych XX wieku. Wtedy jednak nie wiedziano o nim jeszcze zbyt wiele.

Obserwowane dziś przez sieć ALMA obszary CH+ ujawniły astronomom obecność gęstych fal uderzeniowych napędzanych przez gorące i szybkie wiatry galaktyczne. Pochodzą one z miejsc, gdzie intensywnie tworzą się gwiazdy. Wiatry te przepływają następnie przez całą galaktykę, jednocześnie wypychając z niej jej oryginalny materiał, przy czym jego część może zostać ponownie przechwycona przez grawitację galaktyki. Materiał ten gromadzi się wówczas w ogromnych i turbulentnych (a więc magazynujących znaczne ilości energii) obłokach chłodnego gazu o małej gęstości, które rozciągają się nawet na 30 000 lat świetlnych poza jej widocznym zarysem.

Wyniki tych obserwacji zdaniem naukowców rzucają wyzwanie klasycznej teorii ewolucji galaktyk. Dzięki obecności wielkich i turbulentnych zbiorników gazu galaktyczny wiatr może dodatkowo wydłużać fazę intensywnych procesów gwiazdotwórczych - zamiast, jak niegdyś zakładano, stopniowo je wygaszać. Astronomowie doszli też do wniosku, że same w sobie galaktyczne wiatry nie powinny być w stanie na bieżąco uzupełniać materią tych obłoków gazu, a część masy może być do nich dostarczana poprzez zjawisko mergera (zlewania się ze sobą galaktyk) lub trudne do zaobserwowania procesy akrecji.


Czytaj więcej:


Źródło: ALMA

Zdjęcie: wykonana z pomocą sieci ALMA fotografia odległej galaktyki z wysokim tempem formowania się gwiazd, znanej też jako Kosmiczna Rzęsa (ang. Cosmic Eyelash). Jawi się ona jako podwojona i silnie pojaśniona przez soczewkowanie grawitacyjne. ALMA jest wykorzystywana do wykrywania turbulentnych zbiorników zimnego gazu otaczającego tą i inne odległe galaktyk gwiazdotwórcze. Obserwacje tego typu te być może otwieraja nowe okno badań bardzo ważnego okresu tworzenia się gwiazd.
Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); E. Falgarone et al.