Galaktický ohňostroj: nové záběry ESO odhalují struktury v blízkých galaxiích

Astronomové vědí, že hvězdy se rodí v oblacích plynu. Ale co stojí na počátku procesu formování hvězd a jak ho ovlivňuje galaxie jako celek, zůstává záhadou. Ve snaze pochopit tyto základní principy pozoroval mezinárodní tým vědců celou řadu nedalekých galaxií pomocí velkých astronomických dalekohledů na Zemi i v kosmu a zkoumal různé oblasti, které se na vzniku a vývoji hvězd podílejí. 

„Vůbec poprvé se nám podařilo rozlišit jednotlivé oblasti s probíhající tvorbou hvězd v různých místech s odlišnými vlastnostmi okolního prostředí a to ve vzorku, který dobře reprezentuje jednotlivé typy galaxií,“ říká astronom Eric Emsellem (ESO, Německo; University of Lyon, Francie), vedoucí pozorování prováděných pomocí dalekohledu VLT (Very Large Telescope) v rámci projektu PHANGS (Physics at High Angular resolution in Nearby GalaxieS; Fyzika v blízkých galaxiích ve velkém úhlovém rozlišení). „Můžeme přímo pozorovat oblaky plynu, ve kterých se hvězdy rodí, vidíme dokonce mladé hvězdy jako takové a sledujeme jejich život v různých vývojových fázích.“  

Erik Emsellem a jeho tým nyní zveřejnili zatím poslední sadu 'galaktických skenů' pořízených přístrojem MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer), který pracuje ve spojení s dalekohledem ESO/VLT na observatoři Paranal v Chile. Zařízení MUSE použili ke sledování nově zrozených hvězd a teplého plynu, který je obklopuje – hvězdy plyn osvětlují a ohřívají, je tak nesporným důkazem probíhající hvězdotvorby.

Nové snímky pořízené přístrojem MUSE následně astronomové zkombinovali s pozorováními stejných galaxií získanými radioteleskopem ALMA, která byla zveřejněna na začátku letošního roku. ALMA rovněž pracuje v Chile a jedná se o zařízení vhodné k mapování oblaků chladného plynu – tedy hmoty představující původní materiál, ze kterého se hvězdy formují.     

Kombinací dat z MUSE a ALMA mohou astronomové zmapovat oblasti v galaxiích, kde probíhá formování hvězd a srovnat tyto výsledky s předpoklady. Lépe tak pochopí, co spouští, podporuje a udržuje proces vzniku nových hvězd. Výsledné snímky jsou velmi působivé a nabízejí neobvykle pestrobarevný pohled do 'hvězdných porodnic' v sousedních galaxiích.  

"Je zde mnoho tajemství, která bychom rádi odhalili," říká Kathryn Kreckel (University of Heidelberg, Německo), spoluautorka studie a členka týmu PHANGS. "Rodí se hvězdy více v nějakém konkrétním místě mateřské galaxie, a pokud ano, tak proč? A když nové hvězdy vzniknou, jak jejich vlastní vývoj ovlivňuje formování hvězd následujících generací?"

Díky kvalitním datům získaným v rámci projektu PHANGS pomocí zařízení VLT/MUSE a ALMA budou astronomové nyní schopni na tyto otázky odpovědět. V každém jednotlivém bodě zorného pole pořizuje přístroj MUSE spektrum - snímá 'čárový kód' ve světle kosmických objektů, který astronomům umožňuje odhalit jejich povahu a vlastnosti. Poskytuje tak mnohem kompletnější informaci než tradiční spektrografy. V rámci projektu PHANGS bylo pomocí MUSE pozorováno na 30 tisíc oblaků horkého plynu a získáno asi 15 milionů spekter různých oblastí v jednotlivých galaxiích. Pozorování provedená pomocí ALMA na druhé straně astronomům umožnila zmapovat asi 100 tisíc oblaků chladného plynu v 90 blízkých galaxiích. Vznikl tak mimořádně detailní atlas 'hvězdných porodnic' v blízkém vesmíru. 

Kromě přístrojů ALMA a VLT/MUSE použili astronomové v rámci projektu PHANGS také pozorování získaná Hubbleovým kosmickým teleskopem (HST, NASA/ESA Hubble Space Telescope). Různé observatoře byly vybrány proto, aby vědcům pracujícím na projektu umožnily skenovat naše galaktické sousedy na různých vlnových délkách (ve viditelném světle, infračerveném záření či na rádiových vlnách), z nichž každá odhaluje jiné složky sledovaných galaxií. "Kombinace těchto pozorování nám umožnila zkoumat různá stádia zrodu hvězd - od formování hvězdných porodnic, přes počátek samotného procesu tvorby hvězd až k následnému zničení mateřského oblaku nově vzniklými stálicemi - a to mnohem detailněji, než je možné pomocí jednoho přístroje," říká Francesco Belfiore (INAF-Arcetri in Florence, Itálie), spoluautor práce a člen týmu PHANGS. "V projektu PHANGS jsme vůbec poprvé byli schopni získat takto komplexní pohled. Pořídili jsme tak detailní snímky, že můžeme zkoumat jednotlivé oblaky, hvězdy a mlhoviny, které jsou pro formování hvězd příznačné."       

Výsledky získané v rámci projektu PHANGS v budoucnu ocení vědci pracující s novou generací dalekohledů a přístrojů, jakým bude například Kosmický teleskop Jamese Webba (James Webb Space Telescope, NASA). Získaná data se stanou také základem pro pozorování s dalekohledem ESO/ELT (Extremely Large Telescope), který zahájí vědeckou činnost ve druhé polovině tohoto desetiletí a přinese ještě detailnější pohled na struktury v těchto hvězdných porodnicích.

"Jakkoliv jsou výsledky projektu PHANGS úžasné, rozlišení map, které jsme vytvořili, umožňuje identifikovat a oddělit jednotlivé oblaky s probíhající tvorbou hvězd, ale nedostačuje k tomu, abychom mohli podrobně spatřit, co se odehrává v jejich nitru," upozorňuje Eva Schinnerer, vedoucí výzkumné skupiny na Max Planck Institute for Astronomy (Německo) a také vedoucí projektu PHANGS, v jehož rámci byla tato pozorování provedena. "Úsilí našeho týmu a dalších kolegů posouvá možnosti tímto směrem. Máme před sebou desetiletí vzrušujících objevů."

Další informace

Složení týmu PHANGS: tým je složen z více jak 90 vědeckých pracovníků ze 30 institucí 4 kontinentů. Pracovní skupinu zpracování dat z přístroje MUSE projektu PHANGS vede Eric Emsellem (European Southern Observatory, Garching, Německo a Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Université de Lyon, ENS de Lyon, Saint-Genis Laval, Francie) a jejími dalšími členy jsou Francesco Belfiore (INAF Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Florence, Itálie), Guillermo Blanc (Carnegie Observatories, Pasadena, US), Enrico Congiu (Universidad de Chile, Santiago, Chile a Las Campanas Observatory, Carnegie Institution for Science, Atacama Region, Chile), Brent Groves (The University of Western Australia, Perth, Austrálie), I-Ting Ho (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Německo [MPIA]), Kathryn Kreckel (Heidelberg University, Heidelberg, Německo), Rebecca McElroy (Sydney Institute for Astronomy, Sydney, Austrálie), Ismael Pessa (MPIA), Patricia Sanchez-Blazquez (Complutense University of Madrid, Madrid, Španělsko), Francesco Santoro (MPIA), Fabian Scheuermann (Heidelberg University, Heidelberg, Německo) a Eva Schinnerer (MPIA).

Ukázky snímků získaných v rámci projektu PHANGS naleznete ve veřejném archivu ESO.

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace v Evropě, která v současnosti provozuje nejproduktivnější pozemní astronomické observatoře světa. ESO má 16 členských států – Belgie, Česko, Dánsko, Finsko, Francie, Irsko, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie – a dvojici strategických partnerů – Chile, která hostí všechny observatoře ESO, a Austrálii. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a provoz výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také hraje vedoucí úlohu při podpoře a organizaci celosvětové spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal pracují dalekohledy systému VLT (Velmi velký dalekohled) schopné fungovat společně jako interferometr VLTI a dva přehlídkové teleskopy – VISTA pro infračervenou a VST pro viditelnou oblast spektra. Na Observatoři Paranal bude umístěn a provozován také největší a nejcitlivější teleskop pro sledování záření gama – Cherenkov Telescope Array South. ESO je také významným partnerem zařízení umístěných na planině Chajnantor – APEX a ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Nedaleko Observatoře Paranal, na hoře Cerro Armazones, staví ESO nový dalekohled ELT (Extrémně velký dalekohled) s primárním zrcadlem o průměru 39 m, který se stane „největším okem lidstva hledícím do vesmíru“.

Odkazy

• PHANGS webové stránky
• přístroj MUSE
• snímky dalekohledu VLT
• snímky teleskopu ALMA 
• pro novináře: tiskové zprávy pod embargem ve vašem jazyce (REGISTRACE)
• pro vědce: váš článek v tiskové zprávě ESO

Kontakty

Petr Kabáth; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: eson-czech@eso.org

Jiří Srba; překlad; Email: j.srba@seznam.cz

Eric Emsellem; European Southern Observatory; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6914; Email: eric.emsellem@eso.org

Eva Schinnerer; Max Planck Institute for Astronomy; Heidelberg, Germany; Tel.: +49 6221 528 294; Email: schinner@mpia.de

Kathryn Kreckel; Astronomisches Recheninstitut, Zentrum für Astronomie, Universität Heidelberg; Heidelberg, Germany; Email: kathryn.kreckel@uni-heidelberg.de

Francesco Belfiore; INAF Osservatorio Astrofisico di Arcetri; Florence, Italy; Email: francesco.belfiore@inaf.it

Bárbara Ferreira; ESO Media Manager; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6670; Mobil: +49 151 241 664 00; Email: press@eso.org

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Tisková zpráva Evropské jižní observatoře (ESO2110, 16. července 2021)