Galaktické echo z minulosti

Mnohé galaxie mají ve svém nitru černou díru, která nutí okolní plyn zářit. V případě 'zelených fazolí‘ však nesvítí jen střed, ale galaxie jako celek. Tato pozorování odhalila největší a nejjasnější zářící oblasti, jaké byly ve vesmíru dosud objeveny. Předpokládá se, že je rozsvěcují centrální černé díry, které byly v minulosti velmi aktivní, ale nyní jejich aktivita ustává.   

Astronom Mischa Schirmer (Gemini Observatory) prohlédl mnoho snímků vzdáleného vesmíru při pátrání po kupách galaxií. Když však na snímku pořízeném pomocí dalekohledu CFHT (Canada-France-Hawaii Telescope) spatřil jeden neznámý objekt, byl doslova ohromen. Vypadal jako jasně zelená galaxie. Nepodobal se žádné jiné galaxii, jakou kdy předtím viděl. Bylo to něco úplně neočekávaného. Rychle požádal o možnost využití dalekohledu ESO/VLT, aby zjistil, co způsobuje neobvyklou zelenou záři [1]. 

„ESO mi rychle poskytla speciální pozorovací čas. Jen několik dní poté, co jsem odeslal svou žádost, byl tento bizarní objekt pozorován pomocí dalekohledu VLT,“ říká Schirmer. „Již deset minut potom, co byla data v Chile pořízena, jsem je měl ve svém počítači v Německu. Okamžitě jsem přeorganizoval plán mých vědeckých aktivit. Bylo totiž hned jasné, že jsem narazil na něco úplně nového.“  

Nový objekt dostal označení J224024.1−092748 (zkráceně J2240). Nachází se v souhvězdí Vodnáře a jeho světlu trvalo 3,7 miliardy let, než dorazilo až k nám.

Po tomto objevu prohlédl Schirmer a jeho tým seznam téměř miliardy dalších galaxií [2]. Našli 16 objektů s podobnými vlastnostmi, které byly následně potvrzeny pozorováním pomocí dalekohledu Gemini South. Tyto galaxie se vyskytují tak zřídka, že ve vesmíru najdete v krychli o hraně 1,3 miliardy světelných let pouze jednu. Tato nová třída galaxií dostala přezdívku ‚zelené fazole‘. Jednak díky své barvě, a také proto, že se tyto objekty podobají již dříve známé skupině menších galaxií označovaných jako ‚green pea‘ (zelený hrášek) [3].   
 
V mnohých galaxiích emituje hmota v blízkosti centrální supermasivní černé díry intenzivní záření. To ionizuje okolní plyn, který díky tomu rovněž výrazně svítí. Tyto zářící oblasti jsou v běžných galaxiích velmi malé, dosahují průměru asi 10 % z celé galaxie. Pozorování provedená tímto týmem však ukázala, že v případě J2240 (i dalších 'green been‘ galaxií) se zářící oblast rozprostírá prakticky přes celou galaxii. J2240 představuje jednu z nejjasnějších a nejmohutnějších zářících oblastí, jaká byla kdy ve vesmíru objevena. Podivná barva, která ihned upoutala Shirmerovu pozornost, je důsledkem vyzařování ionizovaného kyslíku. 

„Tyto zářící oblasti jsou dokonalými laboratořemi, ve kterých můžeme testovat naše chápání fyziky galaxií. Je to jako když dáte velmi vzdálené galaxii teploměr,“ říká Shirmer. „Obvykle tyto oblasti nejsou ani příliš velké a ani jasné. Proto je možné je pozorovat jen v blízkých galaxiích. V této nově objevené třídě jsou však tyto oblasti tak mohutné a jasné, že je možné je detailně zkoumat i na velkou vzdálenost.“  

Podrobná analýza získaných dat brzy odhalila další záhadu. Zdá se, že J2240 má ve svém středu mnohem méně aktivní černou díru, než se původně očekávalo na základě velikosti a jasnosti zářící oblasti. Členové týmu se domnívají, že tyto oblasti musí představovat pouze jakési echo z doby, kdy centrální černá díra byla mnohem aktivnější. Svit oblasti bude postupně slábnout, jak se zbytky ionizujícího záření proderou plynem do okolního vesmíru.

Vzhled těchto galaxií ukazuje na slábnoucí aktivitu galaktického centra a označuje tak velmi krátkou epizodu v jejich životě. Na počátku vývoje vesmíru byly galaxie mnohem aktivnější, rostoucí hmotné černé díry v jejich středu polykaly okolní hvězdy a plyn. Zářily velmi jasně, možná stokrát více než všechny ostatní hvězdy v galaxii dohromady. Echa podobná tomu, které pozorujeme u J2240, astronomům umožňují zkoumat závěrečnou fázi aktivity těchto objektů a lépe pochopit jak, kdy a proč ustala – a také proč dnes vidíme tak málo mladých aktivních galaxií. A to je příštím cílem tohoto vědeckého týmu při dalších následných pozorováních v rentgenovém oboru a pomocí spektroskopie.   

„Objevit něco úplně nového je naplněným snem každého astronoma. Ale stává se to tak jednou za život,“ dodává Schirmer. „Je to velmi inspirující.“

Zdroj

Poznámky

[1] Astronomové zkoumali objekt pomocí výkonného spektrografu X-shooter a dalekohledu ESO/VLT. Rozložením světla na základní složky je možné zjistit složení svítící hmoty a určit, proč září tak jasně.

[2] Ke hledání byla použita rozsáhlá on-line databáze přehlídky Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

[3] Green Pea Galaxy ('zelený hrášek') jsou malé zářivé galaxie s probíhající intenzivní hvězdotvorbou. Byly objeveny v roce 2007 účastníky projektu GalaxyZoo. Na rozdíl od Green Bean jsou Grean Pea velmi malé – naše Galaxie obsahuje hmotu odpovídající asi dvěma stům galaxií typu Green Pea. Podobnost mezi Green Bean a Grean Pea je dána pouze jejich vzhledem; ve většině případů mezi nimi neexistuje ani vývojová souvislost.

[4] V mnohých aktivních galaxiích je pohled na centrální černou díru blokován velkým množstvím prachu, což ztěžuje měření aktivity černé díry. Aby astronomové zjistili, zda se Green Bean skutečně odlišují od ostatních galaxií (se zakrytými centry), pozorovali je na mnohem delších vlnových délkách, které lépe procházejí zaprášeným prostředím. Centrální oblast galaxie J2240 a dalších Green Bean galaxií vypadala mnohem slabší, než se čekalo. To znamená, že aktivní jádro je nyní opravdu mnohem slabší, než by naznačovala jasnost zářících oblastí.

Další informace

Výzkum byl prezentován n článku “A sample of Seyfert-2 galaxies with ultra-luminous galaxy-wide NLRs – Quasar light echos?”, který vyšel v časopise Astrophysical Journal.

Složení týmu: M. Schirmer (Gemini Observatory, Chile; Argelander-Institut für Astronomie, Universität Bonn, Německo), R. Diaz (Gemini Observatory, Chile), K. Holhjem (SOAR Telescope, Chile), N. A. Levenson (Gemini Observatory, Chile) a C. Winge (Gemini Observatory, Chile).

V roce 2012 si připomínáme padesáté výročí založení Evropské Jižní Observatoře (ESO). ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace Evropy a v současnosti nejproduktivnější pozemní astronomická observatoř. ESO podporuje celkem 15 členských zemí: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Velká Británie. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a úspěšný chod výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také vedoucí úlohu při podpoře a organizaci spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal provozuje Velmi velký teleskop (VLT), což je nejvyspělejší astronomická observatoř pro viditelnou oblast světla, a také dva další přehlídkové teleskopy. VISTA pracuje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým dalekohledem na světě, dalekohled VST (VLT Survey Telescope) je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy výhradně ve viditelné části spektra. ESO je evropským partnerem revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Pro viditelnou a blízkou infračervenou oblast ESO rovněž plánuje nový dalekohled E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) s primárním zrcadlem o průměru 39 metrů, který se stane „největším okem do vesmíru“.

Dalekohled Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT) provozují společně kanadský National Research Council (Kanada), francouzský Institut National des Sciences de l'Univers - Centre National de la Recherche Scientifique a University of Hawaii (USA).

Odkazy

• odborný článek
• snímky dalekohledu VLT

Kontakty

Viktor Votruba; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: votruba@physics.muni.cz

Jiří Srba; překlad; Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika; Email: jsrba@astrovm.cz

Mischa Schirmer; Science Fellow, Gemini Observatory; La Serena, Chile; Tel.: +56 (51) 205600; Email: mschirme@gemini.edu

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6655; Mobil: +49 151 1537 3591; Email: rhook@eso.org

Daniel Devost; Canada-France-Hawaii Telescope; Kamuela, Hawaii , USA; Tel.: +1 808 885 3163; Email: devost@cfht.hawaii.edu

Peter Michaud; Gemini Observatory; Tel.: +1 808 974 2510; Email: pmichaud@gemini.edu

Toto je překlad tiskové zprávy ESO eso1249. ESON -- ESON (ESO Science Outreach Network) je skupina spolupracovníku z jednotlivých členských zemí ESO, jejichž úkolem je sloužit jako kontaktní osoby pro lokální média.