Obserwacje wiatrów galaktycznych na linii OH

Markarian 231
Optyczny obraz jasnej galaktyki Markarian 231 wykonany przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Obserwacje w podczerwieni na linii OH pokazały obecność silnego wiatru wiejącego z centralnych obszarów. Najnowsze badania przedstawiają analizę takich wiatrów dla łącznie 24 galaktyk.
Źródło: NASA/Hubble
Najmocniej świecące galaktyki we Wszechświecie niekoniecznie są jasne w świetle widzialnym. Większość ich energii jest wyświecane w zakresie podczerwonym i moc tego promieniowania może być setki albo tysiące razy większa od tego, które jest emitowane przez Drogę Mleczną. Źródłem zasilającym te galaktyki jest bardzo duża aktywność gwiazdotwórcza oraz/lub zjawiska zachodzące wokół masywnej czarnej dziury, która znajduje się w centrum galaktyki, tzw. AGN (ang. Active Galactic Nucleus).

Promieniowanie generowane w tych procesach jest pochłaniane przez pył i ponownie remitowane w zakresie podczerwonym. Astronomowie podejrzewają, że wiele zwykłych galaktyk, także  Droga Mleczna, przechodziły  okres podwyższonej jasności, który był związany z przeszłą aktywnością galaktyki.

Wpływ AGNu na jego otoczenie jest ważną częścią ewolucji całej galaktyki, dlatego też astronomowie usilnie badają procesy jakie tam zachodzą. W jednym ze scenariuszy, supermasywna czarna dziura może doprowadzić do zatrzymania formacji gwiazdowej w galaktyce macierzystej przez okres około dziesiątek milionów lat. Do takiego oddziaływania może dojść, kiedy promieniowanie z dysku akrecyjnego wirującego wokół czarnej dziury powoduje powstanie wiatru gazu zjonizowanego i neutralnego. W wyniku działania tego wiatru spada ilość materii biorącej udział w produkcji gwiazd. Uważa się, że opisywany mechanizm ma największe znaczenie podczas zderzenia się galaktyk, kiedy dochodzi do zlania się ich jąder. Dlatego też badanie bardzo jasnych w podczerwieni galaktyk, które akurat są w trakcie zderzenia i aktualnie przechodzą burzę formacji gwiazdowej, a w ich wnętrzach znajdują się jasne AGNy, jest bardzo ważne, aby móc ocenić wpływ aktywnego jądrana ich dalszą ewolucję.

Astronomowie wykorzystali teleskop Herchela do przebadania 24, bardzo jasnych w podczerwieni galaktyk. W szczególności analizowano emisję galaktyki na linii wodorotlenku, OH (119 mikrometrów). Ponieważ molekuła ta jest bardzo obfita to produkuje silną linię w podczerwieni, która nie jest absorbowana przez pył. Dwa lata temu naukowcy w oparciu o  obserwacje Herschela znaleźli dowody na obecność silnych wiatrów w galaktykach wydobywających się z ich części centralnych. Odkrycia dokonano dzięki obserwacji linii OH. Nowa próbka 24 jasnych galaktyk została przebadana właśnie w oparciu o linię OH i dzięki temu udało się wykonać systematyczną analizę natury tych wiatrów.

Naukowcy donoszą, że natura linii OH jest różna w każdym z obiektów, ale udało się wyselekcjonować cztery podstawowe grupy, które ze względu na obecności linii OH dzielą się na obiekty, w których linia jest widoczna w emisji, w absorpcji, jako mieszankę obu, albo całkowicie niewidoczną. W przypadkach, gdy udało się zarejestrować linię, to ich przesunięcia spowodowane poruszaniem się cząstek wskazywały na obecność bardzo szybkiego wiatru, którego prędkość dochodzi do ponad 2000 km/s. W pierwszym z serii artykułów opisujących omawiane obserwacje, naukowcy analizując różne typy galaktyk, doszli do wniosku, że obserwowane wiatry mogą być dopiero w początkowej fazie i wkrótce mogą doprowadzić do usunięcia pyłu z okolic supermasywnej czarnej dziury. W takim przypadku obiekty te mogą staną się wówczas kwazarami, które są bardzo jasnymi źródłami promieniowania w zakresie widzialnym.

DIAGNOSTICS OF AGN-DRIVEN MOLECULAR OUTFLOWS IN ULIRGs FROM HERSCHEL-PACS OBSERVATIONS OF OH AT 119 μm, H. W. W. Spoon et al. 2013 ApJ 775 127

Hubert Siejkowski | Źródło: cfa.harvard.edu

Liczba odsłon: 1261