Úvodní strana  >  Články  >  Vzdálený vesmír  >  Výzkumy v ASU AV ČR (88): Molekulární plyn v „kometárním“ ohonu galaxie

Výzkumy v ASU AV ČR (88): Molekulární plyn v „kometárním“ ohonu galaxie

Pohled na nejbližší okolí galaxie D100 z Hubbleova kosmického dalekohledu, jihovýchodně od D100 je čočková galaxie D99 a jižně slabá galaxie GMP2913. Přes snímek z HST je přeloženo pozorování ohonu této galaxie v oboru Hα z pozemního dalekohledu Subaru.

Vzájemná interakce galaxií v rámci galaktických kup je zdrojem nesčetných témat pro kvalitní výzkum. Pavel Jáchym z ASU, společně s kolegy ze zahraničních institucí, studoval plyn v galaxii D100 z kupy Coma v souhvězdí Vlasy Bereniky, jež za sebou nechává dlouhý a úzký ohon plynu, který byl dynamicky vytržen přímo z galaxie. Pozorování ukazují, že v tomto ohonu překvapivě převažuje molekulární plyn.

Přestože se pohledem na noční oblohu zdá, že typickými objekty ve vesmíru jsou hvězdy, ve skutečnosti je drtivá většina látky uložena v plynu, který nejenže vyplňuje volné prostory v galaxiích, ale nachází se i v mezigalaktickém prostoru. Je-li tento plyn dostatečně hustý, což je obvykle splněno v jádrech hustých galaktických kup, působí na plyn uvnitř galaxií, jež se tímto prostředím pohybují, dodatečným dynamickým tlakem. Vlivem mezigalaktického plynu tedy dochází k vypuzování plynu z galaxie do plynného ohonu, který se táhne do velkých vzdáleností za prolétající galaxií.

Pavel Jáchym z ASU má se studiem plynu v těchto ohonech dlouholetou zkušenost. Tentokrát studoval galaxii D100, jež se nachází poblíž jádra kupy galaxií Coma. Tato kupa patří mezi ty spíše hmotnější, její odhadovaná dynamická hmotnost dosahuje 1015 slunečních hmot. Samotná galaxie D100 je spirální galaxií s příčkou s odhadovanou hmotností 2,1×109 slunečních hmot (MS). Tato galaxie je zajímavá zejména tím, že se za ní táhne opravdu dlouhý ohon obroušeného plynu až do vzdálenosti kolem 50 kpc, jež je současně nebývale úzký, jeho tlouštka v celém průběhu je kolem pouhých 2 kpc, a přímý.

Co je ale hlavním přínosem práce P. Jáchyma a jeho kolegů, je objev molekulárního plynu v tomto dlouhém ohonu. D100 je teprve druhou galaxií, v jejímž ohonu byl zaznamenán molekulární plyn. Pozorování prokazují, že v ohonu spolu koexistuje plyn v nejrůznějších formách, od chladného molekulárního až po velmi horký ionizovaný. Molekulární plyn je nutnou podmínkou pro vznik nových hvězd a studium galaxií jako je D100 tak poskytuje důležité indicie pro otázky vzniku hvězd mimo disky galaxií.

Astronomové tentokrát vycházeli z milimetrových pozorování provedených pomocí 30metrové antény IRAM ve Španělsku. Pozorování probíhalo ve dvou kanálech, v nichž jsou dobře pozorovatelné čáry oxidu uhelnatého, jenž byl použit jako proxy pro stanovení koncentrace molekulárního vodíku. Pozorování byla provedena v sedmi bodech, pokrývajících jak disk galaxie D100, tak dlouhý ohon, a byla pečlivě zpracována s pomocí softwarového balíku určeného pro analýzu dat z tohoto přístroje.

Na pozaďovém snímku ohonu D100 z dalekohledu Subaru jsou vyznačeny kružnicemi pozorovací body, v nichž byly vyhodnocovány slupcové hustoty oxidu uhelnatého. V jednotlivých panelech jsou pak zobrazena spektra dvou pásů CO pro čtyři hlavní pozorovací body, zcela nahoře pak totéž pro těleso galaxie. Autor: Pavel Jáchym
Na pozaďovém snímku ohonu D100 z dalekohledu Subaru jsou vyznačeny kružnicemi pozorovací body, v nichž byly vyhodnocovány slupcové hustoty oxidu uhelnatého. V jednotlivých panelech jsou pak zobrazena spektra dvou pásů CO pro čtyři hlavní pozorovací body, zcela nahoře pak totéž pro těleso galaxie.
Autor: Pavel Jáchym
Jednotlivé pozice v rámci galaxie byly studovány s ohledem na množství chladného molekulárního plynu. Z pozorování tak například vyplývá, že v disku galaxie se nejspíše nachází asi 4,8×108 MS molekulárního vodíku, ve vnitřní části ohonu pak kolem 3×108 MS, ve střední části 2,8×108 MS a ve vzdálenosti 30 kpc od galaxie asi 1,9×108 MS molekulárního vodíku. V samotné okrajové části ve vzdálenosti 45 kpc od galaxie pak nalezneme asi 2,6×107 MS téže látky. Z těchto měření byla odhadnuta celková hmotnost molekulárního vodíku v galaktickém ohonu větší než 109 MS, což je o řád více, než je odhadnuté množství horkého ionizovaného plynu. Chladný molekulární plyn je tedy dominantní komponentou ohonu, což je překvapivé.

Otázkou zůstává, jak se tento chladný molekulární plyn v ohonu vůbec objevil, neboť přímo z galaxie nejspíše odloučen být nemohl a navíc okolní prostředí kupy je vyplněno žhavým plynem, jak prozrazují rentgenová pozorování. Autoři se domnívají, že molekulární plyn vznikl až v ohonu ochlazením původně horké komponenty, a to působením rázových vln vzniklých při interakci. Značně protáhlý tvar ohonu naznačuje, že galaxie D100 je v pozdním vývojovém stádiu a obrušování galaktického plynu v mezigalaktickém prostředí tedy již probíhá dlouho. Kinematika chladného plynu, ve srovnáním s horkým, ukazuje systematický posun, přičemž kompaktní hustá jádra obsahující molekulární plyn se pohybují přibližně o 30 km/s pomaleji než horký difúzní okolní plyn, což je pravděpodobně způsobeno rozdílnými momenty setrvačnosti těchto objektů. Přestože se v ohonu galaxie D100 nachází velké množství chladného molekulárního plynu, efektivita hvězdotvorby je zde velice nízká, v úrovni 4×10-4 MS/rok. V disku galaxie naproti tomu vznikne přibližně 2,3 MS nových hvězd za rok.

Poněkud překvapivé výsledky Pavla Jáchyma a jeho kolegů však především poukazují na důležitost studia dynamiky galaxií ve více oborech spektra, od oborů rentgenových až po rádiové. Každá z těchto spektrálních oblastí vypovídá o jiném typu látky a teprve jejich posouzení společně může přinést nové vhledy do chemismu vesmíru na kiloparsekových škálách.

REFERENCE

Jáchym, P. a kol., Molecular Gas Dominated 50 kpc Ram Pressure Stripped Tail of the Coma Galaxy D100, Astrophysical Journal 839 (2017) article id. 114, preprint arXiv:1704.00824

KONTAKT

Mgr. Pavel Jáchym, Ph. D.
Oddělení galaxií a planetárních systémů Astronomického ústavu AV ČR
Email: pavel.jachym@asu.cas.cz

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Oddělení galaxií a planetárních systémů ASU AV ČR

Převzato: Astronomický ústav AV ČR, v.v.i.



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?
  78. Výzkumy v ASU AV ČR (78): Hvězdné větry neobvyklých horkých hvězd
  79. Výzkumy v ASU AV ČR (79): Binární bílý trpaslík s magnetickou složkou
  80. Výzkumy v ASU AV ČR (80): Vznik druhé generace hvězd v hustých hvězdokupách
  81. Výzkumy v ASU AV ČR (81): Detekce sopek pod ledovým příkrovem Antarktidy
  82. Výzkumy v ASU AV ČR (82): Pozoruhodný vývoj sluneční póry
  83. Výzkumy v ASU AV ČR (83): Problémy zobrazování vícerozměrných astrofyzikálních dat
  84. Výzkumy v ASU AV ČR (84): Rumunský superbolid byl z neobvyklého materiálu
  85. Výzkumy v ASU AV ČR (85): Fragmentace plynných obálek a vznik dalších generací hvězd
  86. Výzkumy v ASU AV ČR (86): Vzplanutí typu zebra jako diagnostika vlastností plazmatu
  87. Výzkumy v ASU AV ČR (87): Zrcadlová nestabilita v turbulentním slunečním větru
  88. Výzkumy v ASU AV ČR (88): Molekulární plyn v „kometárním“ ohonu galaxie
  89. Výzkumy v ASU AV ČR (89): Jsou aktivní galaktická jádra podobná rentgentovým dvojhvězdám?
  90. Výzkumy v ASU AV ČR (90): Nové určení periody pohybu zemského pólu
  91. Výzkumy v AsÚ AV ČR (91): Prášící supernovy a přebytek infračerveného záření u mladých hvězdokup
  92. Výzkumy v ASU AV ČR (92): Mohou neutronové hvězdy za magnetismus černých veleděr?
  93. Výzkumy v ASU AV ČR (93): Videometeory jako nástroj určení orbit meteoroidů
  94. Výzkumy v ASU AV ČR (94): Kouřové kroužky ve slunečních erupcích
  95. Výzkumy v ASU AV ČR (95): Nalezneme kolem B[e] nadobra pastýřské planety?
  96. Výzkumy v ASU AV ČR (96): Prostorová rekonstrukce protuberance typu tornádo
  97. Výzkumy v ASU AV ČR (97): Globální modely hvězdného větru odhalují menší hmotnostní ztráty horkých hvězd
  98. Výzkumy v ASU AV ČR (98): Je rychlý trpaslík pozůstatkem nepovedeného výbuchu supernovy?
  99. Výzkumy v ASU AV ČR (99): Polarizace rentgenového záření umožní na dálku změřit černou veledíru
  100. Výzkumy v ASU AV ČR (100): Na čem jsme prozatím pracovali…


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.

Štítky: Galaxie, Galaxie D100, Molekulární plyn, Astronomický ústav AV ČR


47. vesmírný týden 2017

47. vesmírný týden 2017

Přehled událostí na obloze od 20. 11. do 26. 11. 2017. Měsíc bude v první čtvrti. Saturn už je večer jen velmi nízko nad jihozápadem. První polovina noci nabízí také planety Neptun a Uran. Nad ránem je vidět nad jihovýchodem Mars, výše stoupá i Jupiter a mizí Venuše. Očekáváme start rakety Falcon 9 s tajnou družicí (mise Zuma).

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

M81 LRGB nové spracovanie

Dvojice galaxií ve Velké Medvědici. Jistě si na ně vzpomene každý amatérský astronom, ze kterého se mnohdy později vyklubal i astronom profesionální. Byl to většinou čtvrtý objekt při hledání „mlžných“ objektů na noční obloze malým dalekohledem. Hned po galaxii v Andromedě, planetární mlhovině

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

kulová hvězdokupa M15

kamera : ZWO ASI290MC dalekohled : Sky-Watcher 406/1800mm

Další informace »