Úvodní strana  >  Články  >  Vzdálený vesmír  >  Výzkumy na AsÚ AV ČR (13): Chladný plyn v mezigalaktickém prostoru vytržen z galaxie ESO 137-001

Výzkumy na AsÚ AV ČR (13): Chladný plyn v mezigalaktickém prostoru vytržen z galaxie ESO 137-001

(Popiska obrázku v závěru článku) Autor: Astronomický ústav AV ČR
(Popiska obrázku v závěru článku)
Autor: Astronomický ústav AV ČR
V hustém prostředí galaktických kup dochází k přeměně galaxií s bohatou tvorbou hvězd (označují se jako „modré“ kvůli převaze vysokoenergetického záření od mladých hvězd) na galaxie chudé na plyn a tedy s jen velmi omezenou hvězdnou tvorbou (takové naopak bývají označovány jako „červené“ kvůli převaze starých hvězd). Astrofyzikové nemají zcela jasno, jakým způsobem k tomuto přerodu dochází, roli však pravděpodobně hraje gravitačního působení dalších galaxií v kupě a také působení okolního horkého plynu, který kupu vyplňuje. P. Jáchym z AsÚ se svými kolegy z Francie, USA a Austrálie podrobně studoval galaxii ESO 137-001, která takovou transformací právě prochází, a došel k několika zajímavým závěrům, které tyto procesy více objasňují.

Galaxie s označením ESO 137-001 je součástí galaktické kupy Norma, kterou nalezneme v souhvězdí Pravítka na jižní polokouli. Nachází se v blízkosti Velkého atraktoru a jde o nejbližší kupu galaxií, která je podobně hmotná a bohatá jako známé kupy v Perseovi nebo ve Vlasech Bereniky. Rozložení galaxií v této kupě není symetrické, což svědčí o probíhajících dynamických procesech v jádře kupy. Galaxie ESO 137-001 s odhadovanou hmotností hvězdné složky v řádu 10 na desátou slunečních hmot je doprovázena dlouhým „kometárním“ ohonem horkého plynu rozprostírajícím se do obrovské vzdálenosti asi 80 kpc, dobře patrným na rentgenových snímcích ze sondy Chandra. Tento ohon vzniká jako důsledek interakce galaktického plynu s plynem mezigalaktickým, který i když je řídký, působí díky vysoké orbitální rychlosti galaxie velkým dynamickým tlakem a vytrhává chladný galaktický plyn až do oblastí, kde už galaxie gravitačně nedominuje. Tam se pak plyn míchá s okolním horkým prostředím, a za asistence různých termodynamických procesů dochází k jeho ohřevu, ale i ochlazování.

Optické snímky téže galaxie a jejího okolí, zejména ty pořízené v čáře ionizovaného vodíku, poukazují na přítomnost H II oblastí, a tedy na aktivní tvorbu hvězd probíhající v plynném ohonu. Jejich rozložení formuje ještě širší ohon než odpovídá rentgenové emisi. Dlužno podotknout, že podobné galaktické ohony jsou známy u několika dalších exemplářů v různých galaktických kupách. V žádném z nich však nebyla doposud prokázána přítomnost chladného plynu, z něhož by mohly hvězdy v mezigalaktickém prostoru vznikat.

Pavel Jáchym a jeho kolegové pořídili milimetrová pozorování radioteleskopem APEX (Atacama Pathfinder EXperiment), který slouží jako prototyp pro vznikající interferometr ALMA. Anténa byla zaměřena do čtyř různých oblastí galaxie a jejího ohonu s cílem pátrat po čarách molekuly 12CO, která je indikátorem přítomnosti chladného plynu v molekulárních oblacích. A byli úspěšní. Emise molekuly CO byla přirozeně nalezena v samotné galaxii, neboť jde o galaxii modrou s probíhající tvorbou hvězd. Přítomnost molekul byla však jednoznačně prokázána (a to vůbec poprvé) i vně galaxie, v oblastech galaktického chvostu a to dokonce až do vzdálenosti asi 40 kpc od galaxie. Vzhledem k tomu, že slapový poloměr galaxie se odhaduje na 15 kpc, znamená to, že tento neutrální plyn byl již dynamickým tlakem okolí vytržen z gravitačního vlivu galaxie a stal se součástí mezigalaktického plynu kupy Norma. Celkové pozorované množství chladného plynu v ohonu galaxie přesahuje miliardu slunečních hmotností. Zkombinujeme-li tuto hmotnost s odhadovanou hmotností horkého plynu v ohonu, součet prakticky odpovídá hmotnosti plynu, který chybí v disku galaxie. To je důležitý výsledek, neboť doposud u většiny podobných galaxií byl vně galaxie odhalen jen zlomek chybějícího plynu.

Tvorba hvězd v galaktickém ohonu je i přes prokazatelnou přítomnost vhodného materiálu podle pozorování velmi nízká. To může být způsobeno turbulencí, která zabraňuje vzniku hustých a kompaktních oblastí, v nichž by se posléze tvořily hvězdy. Pozorování bylo interpretováno také s pomocí numerické simulace zahrnující možný vývoj trajektorie galaxie v kupě s cílem stanovit mimo jiné současnou orbitální rychlost galaxie a tudíž i pravděpodobnou velikost dynamického tlaku mezigalaktického prostředí. Ten vychází jako poměrně vysoký. Simulace ukazují, že z disku tak pravděpodobně mohou být vypuzována i hustá molekulární oblaka. Reálná molekulární oblaka však mají hustotní gradient, takže dynamickým tlakem dochází nejspíš k jejich postupnému obrušování namísto přímého vytržení z galaxie. To vede k poklesu jejich hustoty a tudíž i k poklesu efektivity tvorby hvězd.

Galaxie ESO 137-001 je tedy zatím nejlepším kandidátem na galaxii v přerodu z modré na červenou, který probíhá takříkajíc v přímém přenosu. To z ní činí vhodného kandidáta na pozorování soustavou radioteleskopů ALMA, která studii Pavla Jáchyma a jeho kolegů určitě zpřesní a ve vysokém prostorovém rozlišení ukáže detaily dynamických procesů probíhajících v hustých kupách galaxií.


Popis obrázku v úvodu článku: Kompozitní snímek pořízený v rentgenové oblasti spektra (modrý kanál) a čáře H-alfa (červený kanál) galaxie ESO 137-001 s vyznačením pozic zkoumaných oblastí v ohonu této galaxie, v nichž byl nalezen neutrální plyn. Vpravo: snímek téže galaxie z HST zobrazuje hvězdnou složku.


Reference: Jáchym, P. a kol., Abundant Molecular Gas and Inefficient Star Formation in Intracluster Regions: Ram Pressure Stripped Tail of the Norma Galaxy ESO137-001, Astrophysical Journal 792 (2014) article id 11 (15 pp), arXiv:1403.2328
Kontakt: Mgr. Pavel Jáchym, Ph.D., jachym@ig.cas.cz

Převzato z webu Astronomického ústavu AV ČR.




Seriál

  1. Na čem se pracuje v Ondřejově (1): Objev prvních B[e] nadobrů v Galaxii v Andromedě
  2. Na čem se pracuje v Ondřejově (2): Meteority Příbram a Neuschwanstein nedoprovázejí malá tělesa
  3. Na čem se pracuje v Ondřejově (3): Cesta k seismologii slunečních protuberancí
  4. Na čem se pracuje v Ondřejově (4): Předpověď slupky v galaxii NGC3923: cesta k ověření alternativní teorie gravitace?
  5. Na čem se pracuje v Ondřejově (5): Zašpinění bílí trpaslíci s magnetickým polem
  6. Na čem se pracuje v Ondřejově (6): Proudění plazmatu kolem slunečních skvrn
  7. Výzkumy na AsÚ AV ČR (7): SPLAT - mocný nástroj pro zobrazení a jednoduchou analýzu spekter
  8. Výzkumy na AsÚ AV ČR (8): Druhotná tvorba hvězd ve vznikajících galaxiích a hmotných hvězdokupách
  9. Výzkumy na AsÚ AV ČR (9): Hvězda v prachové obálce v okolí černé veledíry
  10. Výzkumy na AsÚ AV ČR (10): Střižné proudění ve sluneční atmosféře jako generátor elektrického pole
  11. Výzkumy na AsÚ AV ČR (11): Komplikovaná rotace planetky Apophis ovlivňuje její let Sluneční soustavou
  12. Výzkumy na AsÚ AV ČR (12): Protony slunečního větru ve vzdálenosti jedné astronomické jednotky od Slunce
  13. Výzkumy na AsÚ AV ČR (13): Chladný plyn v mezigalaktickém prostoru vytržen z galaxie ESO 137-001
  14. Výzkumy v AsÚ AV ČR (14): Bílá erupce pozorovaná spektrografem IRIS
  15. Výzkumy v AsÚ AV ČR (15): Be hvězda v těsné dvojhvězdě s horkým podtrpaslíkem
  16. Výzkumy v AsÚ AV ČR (16): Vliv rotačního směšování a metalicity na ztrátu hmoty hvězdným větrem
  17. Výzkumy v AsÚ AV ČR (17): Osiřelé penumbry jako testovací materiál pro teorii slunečních skvrn
  18. Výzkumy v AsÚ AV ČR (18): Detailní modely gravitačního pole Země
  19. Výzkumy v AsÚ AV ČR (19): Nejpřesněji určené parametry binární planetky
  20. Výzkumy v AsÚ AV ČR (20): Jasná Perseida s neobvykle vysokou počáteční výškou
  21. Výzkumy v AsÚ AV ČR (21): Prostorové mapování galaktického centra pomocí rentgenové polarimetrie
  22. Výzkumy v AsÚ AV ČR (22): Vliv atmosféry a oceánů na polohu rotační osy Země
  23. Výzkumy v AsÚ AV ČR (23): Analytický model Birkelandových proudů
  24. Výzkumy v AsÚ AV ČR (24): Ověřování zákrytového modelu proměnných aktivních galaktických jader
  25. Výzkumy v AsÚ AV ČR (25): Urychlování elektronových svazků ve slunečních erupcích
  26. Výzkumy v AsÚ AV ČR (26): Jak rotují kometární meteoroidy?
  27. Výzkumy v AsÚ AV ČR (27): Odhalovaná tajemství hvězdy se závojem
  28. Výzkumy v AsÚ AV ČR (28): Hvězdný vítr v dvojhvězdě s kompaktní složkou
  29. Výzkumy v AsÚ AV ČR (29): Rozšiřování magnetických trubic nad slunečními aktivními oblastmi
  30. Výzkumy v AsÚ AV ČR (30): Jak souvisejí astrosféry a astroohony s urychlováním částic kosmického záření?
  31. Výzkumy v AsÚ AV ČR (31): Dlouhodobé změny aktivity kataklyzmické proměnné V1223 Sgr
  32. Výzkumy v AsÚ AV ČR (32): Upřesnění základních parametrů planetky Apophis
  33. Výzkumy v AsÚ AV ČR (33): Možnosti měření magnetických polí ve sluneční chromosféře, přechodové oblasti a koróně
  34. Výzkumy v AsÚ AV ČR (34): Oblak G2 přežil průlet kolem centra Galaxie a je zřejmě mladou hvězdou
  35. Výzkumy v AsÚ AV ČR (35): Mateřské těleso meteoritu Čeljabinsk opět neznámé
  36. Výzkumy v AsÚ AV ČR (36): Nové dvojhvězdy s horkou podtrpasličí hvězdou a vlastnosti této populace hvězd
  37. Výzkumy v AsÚ AV ČR (37): Rekonstrukce vzhledu aktivního galaktického jádra
  38. Výzkumy v AsÚ AV ČR (38): Simulace chování astrofyzikálního plazmatu v extrémních podmínkách
  39. Výzkumy v AsÚ AV ČR (39): Drakonidy 2011 z letadla
  40. Výzkumy v AsÚ AV ČR (40): Kapitoly v učebnici Asteroids IV i od pracovníků AsÚ
  41. Výzkumy v AsÚ AV ČR (41): Balíček programů pro analýzu nemaxwellovských rozdělovacích funkcí částic ve sluneční atmosféře
  42. Výzkumy v AsÚ AV ČR (42): Tajemná povaha rentgenového zdroje Her X-1
  43. Výzkumy v ASU AV ČR (43): Vznik penumbry sluneční skvrny v přímém přenosu
  44. Výzkumy v ASU AV ČR (44): Rekurentní novy v galaxii M 31
  45. Výzkumy v ASU AV ČR (45): Možná naleziště ropy v Perském zálivu z gravitačních modelů
  46. Výzkumy v ASU AV ČR (46): Mohou být hvězdné pulsace zdrojem proměnnosti hvězdného větru?
  47. Výzkumy v ASU AV ČR (47): O původu meteorického roje Kvadrantid
  48. Výzkumy v ASU AV ČR (48): ALMA bude pozorovat i Slunce
  49. Výzkumy v ASU AV ČR (49): Vliv rentgenového záření na charakter hvězdných větrů v dvojhvězdách s hmotnou komponentou
  50. Výzkumy v ASU AV ČR (50): Turbulence plazmatu a kinetické nestability v expandujícím slunečním větru
  51. Výzkumy v ASU AV ČR (51): Vzhled rázové vlny hvězdy při průletu kolem centra Galaxie
  52. Výzkumy v ASU AV ČR (52): Mění srážky tvar planetek?
  53. Výzkumy v ASU AV ČR (53): Udržely póry sluneční cyklus v době Maunderova minima?
  54. Výzkumy v ASU AV ČR (54): Supererupce na hvězdě DG CVn
  55. Výzkumy v ASU AV ČR (55): Souvislost oblaků CO s obálkami HI v Mléčné dráze
  56. Výzkumy v ASU AV ČR (56): Nárůst kontinua ve slunečních erupcích – nové možnosti jejich předpovědí?
  57. Výzkumy v ASU AV ČR (57): Katalog videí dokumentujících pád bolidu Čeljabinsk
  58. Výzkumy v ASU AV ČR (58): Tisícileté cykly střední výšky světového oceánu
  59. Výzkumy v ASU AV ČR (59): Model expanze oblaků ve slunečním větru
  60. Výzkumy v ASU AV ČR (60): Detekce dopadů zemských miniměsíců
  61. Výzkumy v ASU AV ČR (61): Lze ze spektra aktivního galaktického jádra usoudit na povahu jeho zdroje?
  62. Výzkumy v ASU AV ČR (62): Lze pozorovat ohřev koróny nanoerupcemi?
  63. Výzkumy v ASU AV ČR (63): Neobvyklá rotace trpasličí galaxie je důsledkem nedávné srážky
  64. Výzkumy v ASU AV ČR (64): Přímé pozorování klouzavé rekonexe dalekohledem GREGOR
  65. Výzkumy v ASU AV ČR (65): Složky těsné vizuální dvojhvězdy 1 Del rozlišeny spektroskopicky
  66. Výzkumy v ASU AV ČR (66): Příčky v galaxiích jako důsledek vzájemného slapového působení
  67. Výzkumy v ASU AV ČR (67): Neobvyklé chemické složení zašpiněného bílého trpaslíka
  68. Výzkumy v ASU AV ČR (68): Hustota průmětů drah umělých družic Země na zemském povrchu a přesnost parametrů gravitačního pole Země
  69. Výzkumy v ASU AV ČR (69): Vlastnosti plazmatu ve slunečních protuberancích
  70. Výzkumy v ASU AV ČR (70): Útok létajících hadů - mohou vodíkové proudy fragmentovat na izolované oblaky vodíku?
  71. Výzkumy v ASU AV ČR (71): Vlastnosti satelitů planetek
  72. Výzkumy v ASU AV ČR (72): Rentgenová aktivita polaru AM Herculis
  73. Výzkumy v ASU AV ČR (73): Analýza spektra bolidu Benešov
  74. Výzkumy v ASU AV ČR (74): Když gravitační síla soupeří s elektromagnetickou – Elektricky nabitá látka v okolí zmagnetizované černé díry
  75. Výzkumy v ASU AV ČR (75): Co nám říkají erupce A hvězd o korónách G hvězd?
  76. Výzkumy v ASU AV ČR (76): Deset let optických dosvitů gama záblesků dalekohledy BOOTES
  77. Výzkumy v ASU AV ČR (77): Zdroje záření Lyman-α: Klíč k pochopení minulosti vesmíru?


O autorovi

Michal Švanda

Michal Švanda

Doc. Mgr. Michal Švanda, Ph. D., (*1980) pochází z městečka Ždírec nad Doubravou na Českomoravské vrchovině, avšak od studií přesídlil do Prahy a jejího okolí. Vystudoval astronomii a astrofyziku na MFF UK, kde poté dokončil též doktorské studium ve stejném oboru. Zabývá se sluneční fyzikou, zejména dynamickým děním ve sluneční atmosféře, podpovrchových vrstvách a helioseismologií a aktivitou jiných hvězd. Pracuje v Astronomickém ústavu Akademie věd ČR v Ondřejově a v Astronomickém ústavu Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v Praze, kde se v roce 2016 habilitoval. V letech 2009-2011 působil v Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung v Katlenburg-Lindau v Německu. Astronomií, zprvu pozorovatelskou, posléze spíše „barovou“, za zabývá od svých deseti let. Před začátkem pracovní kariéry působil v organizačním týmu Letní astronomické expedice na hvězdárně v Úpici, z toho dva roky na pozici hlavního vedoucího. Kromě astronomie se zajímá o letadla, zejména ta s více než jedním motorem a řadou okýnek na každé straně. Více o autorovi na jeho webových stránkách svanda.astronomie.cz.



49. vesmírný týden 2016

49. vesmírný týden 2016

Přehled událostí na obloze od 5. 12. do 11. 12. 2016. Měsíc bude v první čvrti, uvidíme Lunar X? Večer je krásně vidět Venuše na jihozápadě. Mars je výše a skoro nad jihem. Ráno je pěkně viditelný Jupiter. Slunce se po krátkém zvýšení aktivity opět uklidnilo. Poté, co došlo k selhání horního stupně rakety Sojuz, zřítila se nad Ruskem nákladní loď Progress, původně určená k zásobování ISS. Pokud se v tomto týdnu povede start japonské zásobovací lodi HTV, bude to pro osazenstvo stanice úplně v pohodě. Kromě tohoto startu se očekávají ještě další čtyři.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Planety

Hvězdy bloudivé, oběžnice, planety. Několik pojmenování téhož. Ostatně i řecké πλανήτης, neboli planétés, znamená vlastně „tulák“. Pro mnoho z nás obíhá kolem Slunce planet devět. Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun a Pluto. Ovšem od roku 2006, od valného shromáždění

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Lunární X

Další informace »