ALMA widzi wielkie gwiazdowe żłobki w sercu galaktyki w Rzeźbiarzu

Nowe obserwacje wykonane interferometrem ALMA przedstawiają galaktykę gwiazdotwórczą NGC 253. Widoczna jest tutaj dyfuzyjna otoczona złożona z tlenku węgla (kolor czerwony,), która otacza gwiezdny żłobek (kolor żółty). Dane z ALMA nałożono na obraz optyczny wykonany przez Teleskop Hubble'a. Źródło: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); ALMA (NRAO/ESO/NAOJ); A. Leroy; STScI/NASA, ST-ECF/ESA, CADC/NRC/CSA

Galaktyki gwiazdotwórcze typu starburst przetwarzają gaz na nowe gwiazdy w zawrotnym tempie - do 1000 razy szybciej niż typowe galaktyki spiralne takie jak Droga Mleczna. Naukowcy pragną jednak dowiedzieć się, czemu niektóre galaktyki należą do tego typu, a inne nie. Międzynarodowy zespół astronomów zaobserwował wnikliwie przy pomocy zespołu teleskopów ALMA (Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array) skupiska obłoków formujących nowe gwiazdy w centrum galaktyki w Rzeźbiarzu (NGC 253) , jednej z najbliższych nam galaktyk typu starburst.

Wiemy, że wszystkie gwiazdy tworzą się w gęstych obłokach gazu i pyłu. Jednak dotąd naukowcy nie wiedzieli za dobrze, co dokładnie dzieje się wewnątrz galaktyk gwiazdotwórczych i co takiego różni je od innych obszarów formowania się gwiazd w Komosie. ALMA zmienia to, ponieważ pozwala nam na zaobserwowanie poszczególnych struktur tego rozmiaru nawet w bardzo odległych układach. Jedną z pierwszych demonstracji tej możliwości było odwzorowane rozkładu i ruchu wielu cząsteczek w obłokach znajdujących się w centrum galaktyki w Rzeźbiarzu.

NGC 253, galaktyka dyskowa z intensywnymi procesami formowania się gwiazd, położona jest blisko 11,5 miliona lat świetlnych od Ziemi. To wyjątkowo niewiele jak na tak potężną fabrykę gwiazd. Czyni ją to również idealnym obiektem do tego rodzaju badań. Naukowcy obserwowali jej fragment warstwa po warstwie, dziki czemu mogli zobaczyć, co czyni znajdujący się tam gaz aż tak efektownym w procesie gwiazdotwórczym.

Wyjątkowa zdolność rozdzielcza i czułość interferometru ALMA pozwoliły naukowcom najpierw zidentyfikować 10 różnych gwiezdnych żłobków w samym sercu galaktyki w Rzeźbiarzu. Przedtem, w erze mniej czułych teleskopów tego typu, było to niezwykle trudne do osiągnięcia. W drugiej kolejności zespół odwzorował rozkład różnych sygnatur molekuł znajdujących się w centrum NGC 253. To istotne, bowiem różne cząsteczki odpowiadają różnym warunkom panującym wewnątrz i wokół obłoków, w których tworzą się gwiazdy. Na przykład tlenek węgla (CO) jest sygnaturą występowania masywnych otoczek mniej gęstego gazu otaczającego te gwiezdne żłobki. Inne molekuły, w tym cyjanowodór (HCN), ukazują nam z kolei gęste regiony formowania się gwiazd.

Porównując koncentrację, rozkłady i ruchy tych molekuł naukowcy mogli jak gdyby „obrać ze skóry” obłoki gwiazdotwórcze w centrum galaktyki Rzeźbiarza. Okazało się, że są one o wiele bardziej masywne, około 10 razy gęstsze, i dużo bardziej turbulentne niż inne podobne obłoki znajdywane w zwykłych galaktykach spiralnych. Różnice te mogą sugerować, że nie tylko ilość gwiezdnych żłobków w galaktyce czyni ją wyjątkowo gwiazdotwórczą, a raczej silnie wpływa na to ich rodzaj. Obłoki w galaktyce Rzeźbiarza mają w sobie tyle gęsto upakowanego materiału, że są po prostu dużo efektywniejsze w tworzeniu nowych gwiazd niż analogiczne obłoki Drogi Mlecznej.

Zadaniem naukowca biorącego udział w projekcie badawczym, A. Leroya, takie różnice mają bardzo szerokie implikacje dla teorii ewolucji galaktyk. Teraz interesujące jest szczególnie to, czy galaktyka w Rzeźbiarzu produkuje nie tylko więcej gwiazd, ale czy wytwarza też jednocześnie gwiazdy różnych typów, w tym inne niż w Drodze Mlecznej. W rozwikłaniu tej zagadki również może pomóc ALMA.

Cały artykuł: ALMA Multi-line Imaging of the Nearby Starburst Galaxy NGC 253.


Liczba odsłon: 1760