Centaurus A (NGC 5128) jest jednym z najczęściej badanych obiektów na niebie południowym, ponieważ jest to gigantyczna galaktyka eliptyczna o najbliższej odległości od naszej Drogi Mlecznej. Leży 11 milionów lat świetlnych od Drogi Mlecznej i uważa się, że połączyła się z inną galaktyką gazową około 200 do 700 milionów lat temu. Wynik tego galaktycznego połączenia: narodziny setek tysięcy gwiazd w pierścieniu rozciągającym się na kilka kiloparsek w pobliżu jądra.
To pierwszy raz, kiedy wewnętrzna struktura galaktyki została tak szczegółowo rozwiązana. Za pomocą spektrografu na podczerwień SOFI (1-2,5 mikrona) w teleskopie ESO New Technology Telescope zespół badawczy pod kierunkiem Jouni Kainulainen z Uniwersytetu Helsińskiego i Instytutu Astronomii im. Maxa Plancka był w stanie zobrazować duży pierścień gwiazdy, które powstały - i nadal się formują - w pobliżu centrum galaktyki. Najjaśniejszymi źródłami w pierścieniu są czerwone supergiganty lub gromady gwiazd o małej masie.
„Należy zauważyć, że to nie instrument (teleskop lub dołączony do niego instrument) umożliwia nam widzenie pyłu, ale technika analizy danych, która jest używana do analizy zdjęć wykonanych za jego pomocą. Oczywiście instrument odgrywa dużą rolę w tym sensie, że do wykonania analizy potrzebne są obrazy o odpowiednio wysokiej jakości ”, powiedział dr Kainulainen w wywiadzie e-mail.
„Istnieje zasadnicza różnica między obrazami, których używamy w naszym artykule, a obrazami Spitzera: długość fali, którą pokrywają obrazy. Na obrazach, które wykorzystaliśmy w naszej pracy, pasmo pyłu Centaura A ukazuje się jako „cień”, a ściślej jako funkcja pochłaniania (długość fali wynosi 1-2 mikrometry). Obrazy Spitzera przedstawiają nieco dłuższe fale i pokazują promieniowanie emitowane przez sam pył. Jako konkretny przykład najbardziej znany Spitzer Centaurusa A… pokazuje strukturę podobną do równoległoboku, ale obraz opisuje promieniowanie głównie z pyłu, a nie z gwiazd - powiedział.
Przez środek Centaurusa A znajduje się duża linia pyłu w kształcie litery S lub pręta, która przesłania obserwacje w widmie światła widzialnego. Jak pokazano na poniższym obrazie, struktura pierścieniowa formowania się gwiazd jest zasłonięta przez pył, ale widoczna w bliskiej podczerwieni.
Uważa się, że w Centaurusie A znajduje się supermasywna czarna dziura, której rdzeń ma masę 200 milionów Słońca, czego dowodem są emisje radiowe wypływające z galaktyki. Poprzednie obrazy galaktyki ze Spitzer Space Telescope, ESA's Infrared Space Observatory i Hubble Space Telescope ujawniły niektóre aspekty struktury galaktyki. Oczy Spitzera w podczerwieni spojrzały częściowo w pył, pokazując wypaczony równoległobok, którego przyczyną jest zaburzenie grawitacyjne spowodowane połączeniem Centaurusa A z mniejszą galaktyką spiralną.
Obecność pierścieni, takich jak ten obserwowany w Centaurus A, prawdopodobnie nie jest powszechna wśród innych galaktyk eliptycznych, ale wiadomo, że istnieją inne takie galaktyki. Możliwe, że są one obecne tylko w niektórych okresach powstawania galaktyki eliptycznej po połączeniu się z inną galaktyką.
Dr Kainulainen skomentował tę możliwość: „Należy wziąć pod uwagę, że zobaczenie tak jasnej struktury pierścienia jest prawdopodobnie dość krytyczne czasowo. Uważa się, że pierścienie są wywoływane przez „gwałtowne zdarzenie” łączących się galaktyk i mogą ewoluować dość szybko w coś, co już nie wygląda jak czysty, jasny pierścień. Dlatego mogą one być dość powszechne w scalaniu galaktyk, ale „trwają” tak krótko, że nie widzimy ich w tak wielu galaktykach ”.
Technika analizy zastosowana przez zespół może być zastosowana do innych galaktyk, aby rozwiązać struktury formacyjne wcześniej ukryte przez pył i dostarczyć więcej informacji o tym, jak gwałtowne wydarzenia zmieniają tworzenie się galaktyk eliptycznych.
„Potencjalnie technikę tę można zastosować do dowolnej stosunkowo pobliskiej galaktyki wykazującej wyraźne cechy pyłu. Takimi celami mogą być M31, M83, M51, Fornax A lub dowolna podobnie duża, jasna galaktyka zawierająca pył. Ze względów geometrycznych Centaurus A był bardzo odpowiednim celem do zastosowania tej metody. Będzie to trudniejsze w przypadku, na przykład, normalnych galaktyk spiralnych. Jednak już eksperymentowaliśmy z takimi galaktykami i pozytywnie oceniamy możliwości, jakie dają ”- powiedział dr Kainulainen.
Uderzający obraz pierścienia gwiazdotwórczego Centaurusa A był nieco zaskakującym rezultatem obrazowania galaktyki przez astronomów, chociaż istnieją wskazówki ze zdjęć innych teleskopów, że formacja gwiazdowa była obecna w zaciemnionym, zakurzonym jądrze.
Dr Kainulainen powiedział: „To było bardzo zaskakujące, że struktura zawierała tyle gwiazd i aktywność formowania gwiazd, i że mogliśmy ją ujawnić z tak wielką szczegółowością. Oczekiwano jednak, że taka struktura istnieje tam i zawiera co najmniej pewną formację gwiazd. Było to widoczne na przykład we wcześniejszych obrazach Spitzera. Ale kiedy po raz pierwszy zobaczyłem nasz wynik, „Nagi obraz Centaurusa A”, na ekranie mojego komputera, było to naprawdę wielkie uczucie WOW! ”
Dalsze obserwacje Centaurusa A są zdecydowanie w celu dalszego zbadania struktury pierścienia gwiezdnego i dynamiki grawitacyjnej, która pozwoliła na jego utworzenie.
„Nasze plany obejmują obserwacje za pomocą Very Large Telescope (European Southern Observatory) i Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. W pracy tej istotną rolę odegrają informacje, które otrzymaliśmy o linii pyłu w naszym opublikowanym liście. Planowane obserwacje mają na celu przede wszystkim określenie, jak długo i na jakiej wielkości struktura formowała gwiazdy w przeszłości. Takie informacje pomogą zrozumieć proces łączenia się galaktyk, co nie jest rzadkim wydarzeniem we Wszechświecie.
Dr Kainulainen i jego zespół opublikowali swoje wyniki w liście do Astronomy & Astrophysics, opublikowanym online 2 lipca 2009 r. Pełny tekst listu jest dostępny tutaj.
Źródło: ESO, Astronomy and Astrophysics, wywiad e-mail z Jouni Kainulainen
