Bogactwo molekuł w galaktyce gwiazdotwórczej

Astronomowie znaleźli duże zasoby materii molekularnej w samym centrum aktywnej galaktyki gwiazdotwórczej NGC 253. Umożliwiła to sieć ALMA. Wykryto z jej pomocą osiem takich obłoków.

Jeden z nich wykazuje złożony skład chemiczny, podczas gdy w innych brakuje wielu sygnałów radiowych typowych dla znanych związków. To chemiczne bogactwo i różnorodność rzucają nowe światło na naturę galaktyk o bardzo dużym tempie powstawania gwiazd. Współautorem odkrycia jest Ryo Ando, absolwent Uniwersytetu Tokijskiego. Wraz z kolegami zaobserwował on galaktykę NGC 253 przy pomocy czułego interferometru radiowego ALMA i po raz pierwszy zdołał znaleźć w niej lokalizacje odpowiadające obszarom gwiazdotwórczym. Okazało się, że takich obłoków molekularnych jest tam łącznie osiem. Wszystkie są bardzo masywne i zawierają znaczne ilości pyłu, są także ułożone wzdłuż centrum galaktyki.

Młodych naukowców zaskoczyło jednak przede wszystkim ich silne zróżnicowanie chemiczne. Wiemy, że różne cząsteczki emitują fale radiowe na różnych częstotliwościach. Dzięki temu można badać dokładny skład chemiczny odległych obłoków materii, analizując po prostu wysyłane przez nie do nas sygnały radiowe. Ando i jego zespół wykryli w ten sposób w dalekiej galaktyce związki m. in. takie jak formaldehyd (H2CO) i cyjanowodór (HCN) oraz wiele innych cząsteczek organicznych. Ale jeden z obłoków wyróżnia się jeszcze bogatszym składem. Zidentyfikowano tam ślady aż 19 różnych cząsteczek, w tym tioformaldehydu, metanolu i kwasu octowego.

Zdjęcie: Galaktyka spiralna NGC 253 sfotografowana w zakresie widzialnym. Źródło: ESO

Wiele podobnych “lasów molekularnych” znaleziono już wcześniej w obrębie naszej Drogi Mlecznej. Teraz jednak po raz pierwszy zaobserwowano je w innej galaktyce spiralnej. Naukowcy zakładają, że z najbogatszym w złożone związki obłokiem związane są gęste i ciepłe kokony otaczające jasne gwiazdy. Znajdujący się w nich wówczas gaz jest podgrzewany od wewnątrz przez silne promieniowanie tych młodych gwiazd, co wyzwala mnóstwo różnorodnych reakcji chemicznych prowadzących ostatecznie do pojawiania się bardzo różnych i często złożonych cząsteczek. Generalnie - im jest cieplej, tym więcej takich reakcji zazwyczaj zachodzi.

Liczba tych cząsteczek zdaje się być przy tym bardzo różna pomimo ogólnego podobieństwa pomiędzy obłokami gazu znalezionymi w NGC 253. Jeden z nich ma ich na przykład bardzo niewiele, mimo że znajduje się w odległości zaledwie kilkudziesięciu lat świetlnych od chemicznie najbogatszego obłoku. Takiego zróżnicowania nigdy wcześniej nie obserwowano - może być ono jednak kluczem do lepszego zrozumienia procesu powstawania gwiazd w galaktykach.

NGC 253 znajduje się 11 milionów lat świetlnych stąd i leży w konstelacji Rzeźbiarza. Jest prototypową galatyką gwiazdotwórczą (ang. starburst galaxy).

 

Czytaj więcej:


Źródło: ALMA Observatory

Zdjęcie: NGC 253 i widma radiowe znalezionych w niej, 19 różnych cząsteczek uzyskane za pomocą sieci ALMA. Źródło: ESO / J. Emerson / VISTA, ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Ando i in. Podziękowanie: Cambridge Astronomical Survey Unit