ALMA i MUSE znalazły galaktyczną fontannę
Dodane przez jacek dnia 06/11/2018 17:15:04
slowaKluczowe ALMA and MUSE Detect Galactic Fountain
Composite image of the Abell 2597 galaxy cluster showing the fountain-like flow of gas powered by the supermassive black hole in the central galaxy. The yellow is ALMA data showing cold gas. The red is data from the MUSE instrument on ESO’s Very Large Telescope showing the hot hydrogen gas in the same region. The blue-purple is the extended hot, ionized gas as imaged by the Chandra X-ray Observatory.
The yellow ALMA data shows infalling material and the red MUSE data shows material launched in a vast spout by the black hole.
Źródło:
ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Tremblay et al.; NRAO/AUI/NSF, B. Saxton; NASA/Chandra; ESO/VLT
Obserwacje przy pomocy ALMA oraz dane ze spektrografu MUSE na teleskopie VLT ujawniły gigantyczną fontannę gazu molekularnego zasilaną przez czarną dziurę znajdującą się w najjaśniejszej galaktyce gromady Abell 2597 – pełen galaktyczny cykl przepływu do wewnątrz i na zewnątrz, który zasila kosmiczną fontannę, nigdy wcześniej nie był obserwowany w jednym systemie.
Treść rozszerzona
Jeden miliard lat świetlnych od nas położona się pobliska gromada galaktyk Abell 2597, w której znajduje się olbrzymia galaktyczna fontanna. Zaobserwowano, iż masywna czarna dziura w sercu odległej galaktyki pompuje ogromny strumień gazu molekularnego w przestrzeń kosmiczną, a następnie opada on z powrotem na czarną dziurę niczym wewnątrzgalaktyczna ulewa. Tego typu wielka kosmiczna fontanna, zawierająca przepływy w jedną i drugą stronę, nigdy wcześniej nie była obserwowana. Zaczyna się w wewnętrznych 100 000 lat świetlnych najjaśniejszej galaktyki w gromadzie Abell 2597.

„To prawdopodobnie pierwszy system, w którym znaleźliśmy wyraźny dowód na przepływ zimnego gazu molekularnego zarówno w kierunku czarnej dziury jak i wypływ na zewnątrz z dżetów, które generuje czarna dziura” wyjaśnił Grant Tremblay z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, były stażysta w ESO, który kierował badaniami. „Supermasywna czarna dziura w centrum tej gigantycznej galaktyki działa jak mechaniczna pompa w fontannie.”

Tremblay i jego zespół użyli ALMA do śledzenie pozycji i ruchu cząsteczek tlenku węgla w mgławicy. Okazało się, że te zimne molekuły o temperaturze minus 50–260°C spadają na czarną dziurę. Badacze wykorzystali także dane z instrumentu MUSE na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) do śledzenia cieplejszego gazu — który jest wystrzeliwany przez czarną dziurę na zewnątrz w formie dżetów.

„Unikalnym apektem jest tutaj bardzo dokładna analiza źródła przy użyciu danych zarówno z ALMA, jak i MUSE” wyjaśnił Tremblay. „Oba urządzenia tworzą razem niesamowicie potężną kombinację.”

Oba te zestawy danych razem dają kompletny obraz procesu: zimny gaz spada na czarną dziurę wzbudzając jej aktywność i powodując wystrzeliwanie szybkich dżetów plazmy w przestrzeń. Dżety te wypływają z okolic czarnej dziury w formie spektakularnej galaktycznej fontanny. Będąc bez szans na ucieczkę z uścisków grawitacji galaktyki, plazma ochładza się, zwalnia i ostatecznie opada z powrotem na czarną dziurę, gdzie cykl zaczyna się na nowo.

Te bezprecedensowe obserwacje mogą rzucić nowe światło na cykl życia galaktyk. Naukowcy spekulują, że proces ten może być nie tylko powszechny, ale także kluczowy do zrozumienia formowania się galaktyk. O ile spadek i wypływ zimnego gazu molekularnego były wcześniej wykrywane, to po raz pierwszy oba zostały wykryte jednocześnie w jednym systemie, jest to więc pierwszy dowód na to, że oba stanowią elementy tego samego gigantycznego procesu.

Gromada Abell 2597 widoczna w gwiazdobiorze Wodnika. Jej nazwa pochodzi od katalogu bogatych gromad galaktyk (Abell). Katalog zawiera także gromady takie, jak Fornax, Hercules, czy Pandora.

Więcej informacji


Wyniki badań opublikowano w artykule pt. “A Galaxy-Scale Fountain of Cold Molecular Gas Pumped by a Black Hole”, który ukaże się w “The Astrophysical Journal”.

Skład zespołu badawczego: G. R. Tremblay (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA; Yale Center for Astronomy and Astrophysics, Yale University, New Haven, USA), F. Combes (LERMA, Observatoire de Paris, Sorbonne University, Paris, France), J. B. R. Oonk (ASTRON, Dwingeloo, Holandia; Leiden Observatory, Holandia), H. R. Russell (Institute of Astronomy, Cambridge University, Wielka Brytania), M. A. McDonald (Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, USA), M. Gaspari (Department of Astrophysical Sciences, Princeton University, USA), B. Husemann (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Germany), P. E. J. Nulsen (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA; ICRAR, University of Western Australia, Crawley, Australia), B. R. McNamara (Physics & Astronomy Department, Waterloo University, Kanada), S. L. Hamer (CRAL, Observatoire de Lyon, Université Lyon, France), C. P. O’Dea (Department of Physics & Astronomy, University of Manitoba, Winnipeg, Kanada; School of Physics & Astronomy, Rochester Institute of Technology, USA), S. A. Baum (School of Physics & Astronomy, Rochester Institute of Technology, USA; Faculty of Science, University of Manitoba, Winnipeg, Kanada), T. A. Davis (School of Physics & Astronomy, Cardiff University, Wielka Brytania), M. Donahue (Physics and Astronomy Department, Michigan State University, East Lansing, USA), G. M. Voit (Physics and Astronomy Department, Michigan State University, East Lansing, USA), A. C. Edge (Department of Physics, Durham University, Wielka Brytania), E. L. Blanton (Astronomy Department and Institute for Astrophysical Research, Boston University, USA), M. N. Bremer (H. W. Wills Physics Laboratory, University of Bristol, Wielka Brytania), E. Bulbul (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), T. E. Clarke (Naval Research Laboratory Remote Sensing Division, Washington, DC, USA), L. P. David (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), L. O. V. Edwards (Physics Department, California Polytechnic State University, San Luis Obispo, USA), D. Eggerman (Yale Center for Astronomy and Astrophysics, Yale University, New Haven, USA), A. C. Fabian (Institute of Astronomy, Cambridge University, Wielka Brytania), W. Forman (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), C. Jones (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), N. Kerman (Yale Center for Astronomy and Astrophysics, Yale University, New Haven, USA), R. P. Kraft (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), Y. Li (Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, New York, USA; Department of Astronomy, University of Michigan, Ann Arbor, USA), M. Powell (Yale Center for Astronomy and Astrophysics, Yale University, New Haven, USA), S. W. Randall (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), P. Salomé (LERMA, Observatoire de Paris, Sorbonne University, Paris, France), A. Simionescu (Institute of Space and Astronautical Science [ISAS], Kanagawa, Japan), Y. Su (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), M. Sun (Department of Physics and Astronomy, University of Alabama in Huntsville, USA), C. M. Urry (Yale Center for Astronomy and Astrophysics, Yale University, New Haven, USA), A. N. Vantyghem (Physics & Astronomy Department, Waterloo University, Kanada), B. J. Wilkes (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA) oraz J. A. ZuHone (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA).

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Ma 16 krajów członkowskich: Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Irlandia, Holandia, Niemcy, Polska, Portugaliaia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy, dodatkowo Chile jest kraje gospodarzem, a Australia strategicznym partnerem. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop ELT (Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop), który stanie się „największym okiem świata na niebo”.

Źródło: ESO

Krzysztof Czart
Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska