Wrażenie artysty na temat Superwind w młodej, ogromnej galaktyce. Źródło zdjęcia: PPARC / David Hardy. Kliknij, aby powiększyć
Zespół astronomów pod przewodnictwem University of Durham odkrył następstwa spektakularnej eksplozji w galaktyce odległej o 11,5 miliarda lat świetlnych. Ich obserwacje, opublikowane dzisiaj (14 lipca 2005 r.) W czasopiśmie Nature, dostarczają najbardziej bezpośrednich jak dotąd dowodów na to, że galaktyka jest niemal rozdarta przez eksplozje, które wytwarzają strumień materiału o wysokiej prędkości zwanego „Superwinds”. Obserwacji dokonano za pomocą 4,2-metrowego teleskopu Williama Herschela na La Palmie, w którym Wielka Brytania jest głównym interesariuszem.
Uważa się, że przez Superwinds galaktyki wysadzają znaczną część swojego gazu w przestrzeń międzygalaktyczną z prędkością do kilkuset mil na sekundę. Siłą napędową za nimi jest eksplozja wielu masywnych gwiazd podczas intensywnego wybuchu formacji gwiazd na początku życia galaktyki, prawdopodobnie wspomagana energią z super masywnej czarnej dziury rosnącej w jej sercu.
Superwindy są niezbędne dla teorii powstawania galaktyk z kilku powodów: po pierwsze, ograniczają rozmiary galaktyk, zapobiegając dalszemu powstawaniu gwiazd - bez nich modele teoretyczne wskazują na znacznie więcej bardzo jasnych galaktyk niż są faktycznie widziane w Magazynie Kosmicznym. Po drugie, przenoszą ciężkie pierwiastki - pył gwiezdny - daleko od swoich miejsc produkcji w gwiazdach w przestrzeń międzygalaktyczną, zapewniając surowiec dla planet i życia we Wszechświecie. Podczas gdy przewidywane teorie istniały tego rodzaju Superwinds, wcześniej obserwowane przykłady były znacznie mniejszymi zjawiskami w pobliskich galaktykach. Obserwacje te dostarczają jednych z najbardziej bezpośrednich dowodów na istnienie superwindów na dużą skalę, obejmujących całą galaktykę, jak dotąd w historii Wszechświata.
Odkrycia Superwind dokonano poprzez obserwację gazu w halo galaktyki (znanej jako „LAB-2”), która przy ponad 300 000 lat świetlnych ma około trzy razy większą średnicę niż dysk naszej galaktyki Drogi Mlecznej. Astronomowie odkryli, że światło z gorącego, świecącego gazu wodorowego jest przyciemniane w bardzo specyficzny sposób w całej galaktyce.
„Uważamy, że ściemnianie jest spowodowane przez skorupę schłodzonego materiału, który został zmieciony z otoczenia przez galaktyczną eksplozję Superwind” - powiedział dr Richard Wilman z University of Durham. „Na podstawie jednorodności absorpcji w całej galaktyce wydaje się, że wybuch wybuchł kilkaset milionów lat wcześniej. Daje to czas na ochłodzenie gazu i spowolnienie z jego wysokiej prędkości wyrzucania, a tym samym na wytworzenie absorpcji. Jak widzimy, skorupa znajduje się prawdopodobnie kilkaset tysięcy lat świetlnych przed macierzystą galaktyką - dodał dr Wilman.
Astronomowie od dawna zastanawiają się, dlaczego kluczowe elementy do tworzenia planet i ostatecznie życia (takie jak węgiel, tlen i żelazo) są tak szeroko rozmieszczone w całym Wszechświecie; zaledwie 2 miliardy lat po Wielkim Wybuchu wzbogacono je o najodleglejsze regiony przestrzeni międzygalaktycznej. Superwind zaobserwowany w tej galaktyce pokazuje, w jaki sposób takie fale wybuchowe mogą podróżować w przestrzeni, niosąc elementy uformowane głęboko w galaktykach.
Kluczowa dla odkrycia i jego interpretacji była możliwość uzyskania szczegółowych informacji o gazie w dwóch wymiarach w całej galaktyce. Było to możliwe dzięki technice zwanej spektroskopią pola integralnego, która dopiero osiąga dojrzałość w największych teleskopach na świecie.
Dr Joris Gerssen, kluczowy członek zespołu Durham, wyjaśnia: „Większość spektroskopii astronomicznej wykonuje się poprzez umieszczenie małej apertury lub wąskiej szczeliny na celu, co dla złożonych, rozszerzonych źródeł, takich jak ta galaktyka, daje raczej niekompletny obraz” .
Aby temu zaradzić, astronomowie wykorzystali zintegrowany spektrograf polowy o nazwie „Sauron” do dużych badań pobliskich galaktyk, zbudowanych w Observatoire de Lyon przy współpracy francuskich, holenderskich i brytyjskich astronomów.
Dr Gerssen dodał: „„ Sauron jest naprawdę wyjątkowy, a jego wysoka wydajność oznacza, że może on z łatwością walczyć z instrumentami na największych teleskopach na świecie, około dwa razy większym niż teleskop Williama Herschela. Niemniej jednak sama odległość naszej galaktyki docelowej oznaczała, że Sauron musiał patrzeć na nią przez ponad 15 godzin, aby dokonać tego odkrycia ”.
„Sauron dostarczył nam jak dotąd najlepsze dowody na rozległy odpływ z galaktyki przechodzącej ogromny wybuch gwiazdy. Pomiary te są jednymi z pierwszych kroków w kierunku zrozumienia fizyki formowania się galaktyk. ”- skomentował prof. Roger Davies, University of Oxford, jeden z instytutów zaangażowanych w Sauron”. Z niecierpliwością oczekujemy na zbudowanie podobnych dwuwymiarowych spektrografów Teleskopy 8m; będą one badać proces formowania galaktyki jeszcze wcześniej ”.
Do tej pory dowody obserwacyjne dla Superwinds w młodych galaktykach w odległym Wszechświecie były w dużej mierze pośrednie i poszlakowe; wysiłki skupiły się na poszukiwaniu subtelnych sygnatur statystycznych w dużych badaniach galaktyk i gazu międzygalaktycznego.
Według prof. Richarda Bowera z Instytutu Kosmologii Obliczeniowej Uniwersytetu Durham, który zainicjował badania: „Astronomowie obserwowali wypływy dużych prędkości w odległych galaktykach gwiazdotwórczych od kilku lat, ale nigdy wcześniej nie byliśmy w stanie ocenić ich prawdziwych skala z obserwacji pojedynczej galaktyki. Korzystając z wysoce rozszerzonego źródła emisji tej galaktyki, możemy ujrzeć odpływ jako rodzaj sylwetki na tle całej galaktyki. To sugeruje, że Superwinds są naprawdę w skali galaktyki i że są tak ważne, jak tego wymagają nasze teorie. ”
Oryginalne źródło: PPARC News Release
