Sekrety budowy galaktycznej metropolii

Artystyczna wizja protogromady powstającej we wczesnym Wszechświecie.
ESO/M. Kornmesser.

Astronomowie użyli teleskopu APEX do zbadania olbrzymiej gromady galaktyk, która powstaje we wczesnym Wszechświecie i pokazali jak wiele procesów gwiazdotwórczych w niej zachodzi - nie tylko przesłoniętych przez pył, ale także w różnych nieoczekiwanych miejscach. Po raz pierwszy uzyskano pełny przegląd procesów powstawania gwiazd w tego typu obiekcie.

Gromady galaktyk są największymi obiektami we Wszechświecie utrzymywanymi przez siły grawitacyjne, ale ich powstawanie nie jest jeszcze do końca zrozumiane. Od dwudziestu lat za pomocą teleskopów ESO i innych instrumentów badana jest Galaktyka Sieci Pajęczej (Spiderweb Galaxy, formalnie znana jako MRC 1138-262 [1]) i jej otoczenie [2]. Uważa się ją za jeden z najlepszych przykładów protogromady w procesie tworzenia się, w czasie ponad dziesięciu miliardów lat temu.

Helmut Dannerbauer (Uniwersytet Wiedeński, Austria) oraz jego zespół podejrzewali, że historia jest daleka od zakończenia. Postanowili sprawdzić ciemne strony powstawania gwiazd i dowiedzieć się ile procesów gwiazdotwórczych zachodzi w gromadzie Spiderweb Galaxy, ukrytych za przesłaniającym pyłem.

Zespół użył kamery LABOCA na teleskopie APEX w Chile, aby wykonać 40-godzinne obserwacje Gromady Sieci Pajęczej na falach milimetrowych – dla których światło jest na tyle długie, że możemy spojrzeć przez grube obłoki pyłu. LABOCA ma szerokie pole widzenia i jest idealnym instrumentem do wykonywania przeglądów.

Carlos De Breuck (naukowiec ESO z projektu APEX, współautor publikacji) podkreśla: „To jedne z najgłębszych obserwacji wykonanych za pomocą APEX, wykorzystujących jego technologię do granic możliwości – a także wytrwałość zespołu pracującego na wysokości 5050 metrów nad poziomem morza.”

Obserwacje APEX pokazały, że w obszarze Sieci Pajęczej wykryto cztery razy więcej źródeł w porównaniu do otaczającego nieba. Staranne porównanie danych z komplementarnymi obserwacjami na innych długościach fali pozwoliło na potwierdzenie, że wiele z tych źródeł znajduje się w takiej samej odległości jak sama gromada, musi być zatem jej częścią.

Helmut Dannerbauer wyjaśnia: "Nowe obserwacje APEX dodały końcowy element potrzebny do utworzenia pełnego przeglądu wszystkich mieszkańców tej gwiezdnej metropolii. Galaktyki są w stadium formowania i tak jak bywa na placach budowy na Ziemi, są bardzo zakurzone.”

Badacze natknęli się na niespodziankę, gdy sprawdzili gdzie zachodzą nowo wykryte procesy gwiazdotwórcze. Spodziewali się znaleźć obszary formowania gwiazd w olbrzymich włóknach łączących galaktyki. Zamiast tego znaleźli je skoncentrowane główne w jednym obszarze, który wcale nie znajduje się w centrum Galaktyki Sieci Pajęczej w protogromadzie [3].

Helmut Dannerbauer podsumowuje: „Chcieliśmy odnaleźć ukryte procesy powstawania gwiazd w gromadzie Sieci Pajęczej – i to nam się udało – ale odkryliśmy nowy tajemniczy proces, czego się nie spodziewaliśmy! Metropolia rozwija się asymetrycznie.”

Aby kontynuować historię jeszcze dalej, potrzebne będą dalsze obserwacje, a ALMA będzie idealnym instrumentem do wykonania kolejnego kroku i szczegółowego zbadania zapylonych obszarów.

Uwagi

[1] Galaktyka Sieci Pajęczej (Spiderweb Galaxy) zawiera supermasywną czarnądziurę i jest silnym źródłem fal radiowych – to dzięki nim astronomowie zauważyli obiekt.

[2] Obszar był intensywnie obserwowany przez wiele teleskopów ESO od połowy lat 90. Przesunięcie ku czerwieni (a tym samym dystans) radiogalaktyki MRC1138-262 (Galaktyki Sieci Pajęczej) został po raz pierwszy zmierzony w La Silla. Pierwsze obserwacje FORS na VLT w trybie pobytu obserwatora, doprowadziły do odkrycia protogromady, a kolejne badania wykonano instrumentami ISAAC, SINFONI, VIMOS oraz HAWK-I. Dane APEX LABOCA uzupełniają zestawy danych z zakresu optycznego i bliskiej podczerwieni. Zespół naukowców użył także zdjęcia z VLA (wykonywanego przez 12 godzin), aby zidentyfikować źródła w danych LABOCA ze źródłami na zdjęciach w zakresie widzialnym.

[3] Te zapylone obszary narodzin gwiazd prawdopodobnie wyewoluują w galaktyki eliptyczne, takie jak obserwujemy obecnie w pobliskich gromadach galaktyk.

Więcej informacji

Wyniki badań zaprezentowano w artykule pt. “An excess of dusty starbursts related to the Spiderweb galaxy”, Dannerbauer, Kurk, De Breuck et al., który ukaże się 15 października 2014 r. w internetowym wydaniu czasopisma Astronomy & Astrophysics.

APEX jest projektem realizowanym we współpracy pomjiędzy Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), Onsala Space Observatory (OSO) oraz ESO. Zarządzanie APEX na Chajnantor zostało powierzone ESO.

Skład zespołu badawczego: H. Dannerbauer (University of Vienna, Austria), J. D. Kurk (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Niemcy), C. De Breuck (ESO, Garching, Niemcy), D. Wylezalek (ESO, Garching, Niemcy), J. S. Santos (INAF–Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Florencja, Włochy), Y. Koyama (National Astronomical Observatory of Japan, Tokio, Japonia [NAOJ]; Institute of Space Astronomical Science, Kanagawa, Japonia), N. Seymour (CSIRO Astronomy and Space Science, Epping, Australia), M. Tanaka (NAOJ; Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, The University of Tokyo, Japonia), N. Hatch (University of Nottingham, Wielka Brytania), B. Altieri (Herschel Science Centre, European Space Astronomy Centre, Villanueva de la Cañada, Hiszpania [HSC]), D. Coia (HSC), A. Galametz (INAF–Osservatorio di Roma, Włochy), T. Kodama (NAOJ), G. Miley (Leiden Observatory, Holandia), H. Röttgering (Leiden Observatory), M. Sanchez-Portal (HSC), I. Valtchanov (HSC), B. Venemans (Max-Planck Institut für Astronomie, Heidelberg, Niemcy) oraz B. Ziegler (University of Vienna).

Źródło: ESO | Tłumaczenie: Krzysztof Czart

Liczba odsłon: 1275