Przejdź do treści

Ogromna zjonizowana chmura wodoru w galaktyce Wir

galaktyka M51

Astronomowie już od XIX wieku bacznie przyglądali się galaktyce M51, zwanej też Galaktyką Wir, oraz sygnaturze jej spiralnej struktury.

Jednak nikt – ani okiem nieuzbrojonym, ani przy pomocy silnych instrumentów optycznych – nigdy nie widział tego, co astronomowie z Case Western Reserve University (CRWU) w Cleveland w stanie Ohio zaobserwowali po raz pierwszy przy użyciu odnowionego 75-letniego teleskopu w górach południowo-zachodniej Arizony. Okazało się, że jest to zjonizowana chmura wodoru wyrzucana z pobliskiej galaktyki, a następnie „gotowana” przez promieniowanie pochodzące z galaktycznej centralnej czarnej dziury. 

Chris Mihos, profesor astronomii z CRWU, i trójka jego współpracowników (dr Aaron Watkins oraz kierownik Case Western Reserve Observatory Paul Harding i astronom Matthew Bershady z University of Wisconsin-Madison) napisali o tym odkryciu w czasopiśmie „The Astrophysical Journal Letters”.

Odkrycie gigantycznej chmury gazu, po raz pierwszy zaobserwowanej przez Watkinsa w 2015 roku i ogłoszonej przez Mihosa na Twitterze w kwietniu, potencjalnie zapewnia astronomom na całym świecie nieoczekiwanie miejsce w pierwszym rzędzie do podglądania zachowania czarnej dziury i powiązanej z nią galaktyki, która konsumuje i „przetwarza” wodór. Astronomowie znają kilka takich chmur w odległych galaktykach, jednak nie w tak niewielkiej odległości od nas. Dzięki temu odkryciu mają świetną okazję aby dokładnie zbadać, w jaki sposób gaz jest wyrzucany z galaktyki oraz jak czarne dziury mogą wpływać na duże obszary przestrzeni wokół tych galaktyk.

Ale w jaki sposób astronomowie z CRWU odkryli coś, co inni przegapili? Częściowo dlatego, że znaleźli się w odpowiednim miejscu z odpowiednim sprzętem, a następnie zwrócili się do kolegi z prośbą o potwierdzenie dodatkowych danych za pomocą Teleskopu Burrella Schmidta. To jeden z ponad 25 teleskopów badawczych w Kitt Peak National Observatory, National Optical Astronomy Observatory i National Solar Observatory; znajduje się pod ciemnym niebem, 100 kilometrów na południowy zachód od Tucson w Arizonie. Chociaż mniejszy i starszy, niż większość teleskopów na Kitt Peak, teleskop ten jest również skonstruowany w taki sposób, aby zapewnić szerokie pole widzenia, jednocześnie chroniąc przed niechcianym światłem rozproszonym. Mierzy on bardzo rozproszone światło emitowane przez gaz lub gwiazdy w galaktyce. To wspaniały instrument, który umożliwia astronomom postępy w badaniu słabych obrzeży galaktyk. Watkins początkowo tworzył obraz galaktyki Wir, aby odwzorować słabe wstęgi gwiazd oderwane przez zderzenia galaktyk. Myśląc, że w tych wstęgach może być także gaz, zespół dopasował do teleskopu specjalny filtr, aby zobaczyć gorący, zjonizowany wodór, który emituje światło na określonej długości fali. 

Odnajdywanie gwiazd jest stosunkowo proste. Jednak gaz nie świeci na wszystkich długościach fali i dlatego m.in. nikt wcześniej tego nie zauważył. Poprzednie badania z użyciem tego rodzaju filtrów wodorowych do poszukiwania zjonizowanego gazu nie były w stanie wykryć emisji tak słabej i znajdującej się tak szeroko wokół M51. Może się jednak okazać, że obserwowany gaz znajduje się pomiędzy nami a M51. Jak się przekonać, do której galaktyki należy? Astronomowie muszą sprawdzić, z jaką prędkością porusza się chmura. Czy powoli, jak nasza Galaktyka, czy szybko, jak M51?

Astronomowie z CRWU połączyli siły z Matthew Bershadym, aby wykorzystać pobliskie Obserwatorium WIYN do potwierdzenia powiązania chmury z M51. 3,5-metrowy teleskop WIYN został wyposażony w przyrząd zdolny do przyjęcia szczegółowego spektrum chmury do pomiaru jej prędkości. Po zbadaniu spektrum gazu astronomowie byli w stanie powiedzieć, jak szybko się on od nas oddala, co potwierdziło, że jest on częścią galaktyki Wir, a nie czymś z naszego własnego podwórka.

Rola tego odkrycia polega na dokładniejszym zrozumieniu, w jaki sposób galaktyki wyrzucają i „przetwarzają” swój gaz i gwiazdy. Zostanie to ustalone w nadchodzących latach, gdy większa liczba astronomów będzie poszukiwać informacji, które były tam od zawsze, nawet jeżeli do tej pory pozostawały niewidoczne. 

Opracowanie: Agnieszka Nowak

Więcej:
Case Western Reserve astronomers find vast ionized hydrogen cloud in ‘Whirlpool Galaxy’ using ultra-sensitive Arizona telescope

Źródło: Case Western Reserve University

Na zdjęciu: M51, inaczej zwana galaktyką Wir, jedna z najlepiej zbadanych galaktyk we Wszechświecie, ale naukowcy z CRWU odkryli nigdy wcześniej nie obserwowaną chmurę wodoru związanego z tą galaktyką

Reklama