Student World

tisková zpráva Evropské jižní observatoře č. 34/2013

Nová pozorování provedená teleskopem ALMA v Chile poskytla astronomům dosud nejlepší pohled na to, jak prudká tvorba hvězd může vyfoukat plyn z galaxie a zkomplikovat tak vznik dalších generací stálic – na jejich vznik a růst není dostatek hmoty. Působivé grafické znázornění zachycuje mimořádně silný odtok molekulárního plynu, který je díky průběhu překotné hvězdotvorby vyfukován z centra nedaleké galaxie v souhvězdí Sochaře. Tyto nové výsledky pomohou vysvětlit nečekaně nízký počet velmi hmotných galaxií ve vesmíru. Výzkum byl zveřejněn 25. července v odborném časopise Nature.

Galaxie, jako například ta naše, obsahují až stovky miliard hvězd a jsou pokládány za základní stavební jednotky celého vesmíru. Ambiciózním úkolem současné astronomie je pochopit způsob, jakým galaxie rostou a vyvíjejí se. A klíčovou otázkou je z tohoto pohledu průběh hvězdotvorby: co určuje počet nových hvězd, které v dané galaxii vzniknou?

Galaxie NGC 253 (Sculptor Galaxy) je spirální galaxie, kterou najdete v jižním souhvězdí Sochaře. Při vzdálenosti asi 11,5 milionu světelných let patří k našim nejbližším galaktickým sousedům. Zároveň se jedná o nejbližší galaxii s probíhající překotnou hvězdotvorbou [1] pozorovatelnou z jižní polokoule. Pomocí radioteleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) se astronomům podařilo objevit rozvlněné sloupce tvořené chladným a hustým plynem unikajícím ze středu galaktického disku.

„Díky vynikajícímu rozlišení a mimořádné citlivosti teleskopu ALMA můžeme nyní poprvé spatřit mohutné koncentrace chladného plynu, který byl vypuzen vysokým tlakem expandujících obálek vytvořených mladými hvězdami,“ říká Alberto Bolatto (University of Maryland, USA), hlavní autor článku. „Naměřené množství plynu je dobrým důkazem, že některé rostoucí galaxie vyvrhují větší množství plynu, než nasávají. Pravděpodobně pozorujeme současný příklad toho, co se ve velkém odehrávalo v mladém vesmíru.“

Prezentované výsledky by mohly vysvětlit, proč astronomové v celém vesmíru nacházejí překvapivě nízký počet velmi hmotných galaxií. Počítačové modely naznačují, že starší, červenější galaxie by měly obsahovat mnohem větší množství hmoty a vyšší počet hvězd než ve skutečnosti pozorujeme. Zdá se, že „galaktický vítr“ nebo odtok plynu mohou být tak mohutné, že ochudí galaxii o zdroj hmoty pro vznik dalších generací hvězd [2].

„Tyto struktury vytvářejí oblouk, který téměř dokonale kopíruje okraje dříve pozorovaných odtoků horkého ionizovaného plynu,“ poznamenává spoluautor a koordinátor výzkumu Fabian Walter (Max Planck Institute for Astronomy in Heidelberg, Německo). „Nyní můžeme krok za krokem sledovat jak hvězdotvorba způsobuje odtok plynu.“

Vědci změřili, že každý rok vyvrhuje galaxie hmotu ekvivalentní minimálně deseti Sluncím a to rychlostmi, které dosahují téměř milionu kilometrů za hodinu [3]. Celkové množství vyvrhovaného plynu by tak mohlo převyšovat množství hmoty, která do galaxie přichází a je k dispozici pro vznik hvězd. Tímto způsobem by galaxie přišla o veškerý plyn v průběhu několika desítek milionů let.

„Pro mne je toto pozorování ukázkovým příkladem toho, jak nové přístroje změní budoucnost astronomie. Zkoumali jsme oblast překotné hvězdotvorby v galaxii NGC 253 a dalších nedalekých podobných galaxií téměř 10 let. Před spuštěním teleskopu ALMA jsme však neměli šanci pozorovat takové detaily,“ říká Walter. Při tomto výzkumu jsme používali konfiguraci ALMA jen s 16 anténami. „Je to opravdu vzrušující jen pomyslet na to, co by celý systém ALMA se všemi 66 anténami ukázal u tohoto typu jevu,“ dodává Walter.

Další výzkumy s využitím celého pole ALMA pomohou určit konečný osud plynu odfukovaného pryč galaktickým větrem. Odhalí, zda galaktický vítr generovaný překotnou hvězdotvorbou jen recykluje nebo skutečně odnáší materiál pro tvorbu hvězd.

Převzato ze stránek Hvězdárny Valašské Meziříčí

Poznámky

[1] Galaxie s překotnou hvězdotvorbou (starburst galaxies) vytvářejí hvězdy mimořádně velkou rychlostí. Jelikož NGC 253 je jedním z nejbližších objektů tohoto typu, jedná se o ideální cíl ke studiu efektů, jaké má takto rychlá tvorba hvězd na samotnou galaxii.

[2] Předchozí pozorování ukázala teplejší ale mnohem řidší plyn, proudící pryč z oblastí hvězdotvorby v galaxii NGC 253. To by však samo o sobě mělo zanedbatelný vliv na osud galaxie a její schopnost vytvářet budoucí generace hvězd. Tato nová data z teleskopu ALMA ukazují mnohem hustější molekulární plyn, který získal počáteční impuls díky vzniku nových hvězd a je vyfukován společně s horkým plynem do galaktického hala.

[3] Přestože tyto rychlosti se zdají být vysoké, nemusí být dostatečné k vyvržení plynu úplně mimo galaxii. Plyn se může zachytit na miliony let v galaktickém halo a následně se vrátit zpět do disku, kde by mohl vyvolat novou epizodu hvězdotvorby.

autor Jiří Srba