Radioteleskop ALMA a přístroj MUSE detekovaly galaktickou fontánu

V kupě galaxií Abell 2597 vzdálené asi miliardu světelných let se nachází mimořádně velká kosmická fontána. Hmotná černá díra v srdci jedné z galaxií pumpuje ohromné množství chladného molekulárního plynu do okolního prostoru, plyn se k ní však přívalem vrací zpět (eso1618). Odtok i přítok plynu v takto mohutné kosmické fontáně se podařilo zaznamenat vůbec poprvé. Původ celého jevu je potřeba hledat v centrální oblasti nejjasnější galaxie kupy Abell 2597, v prostoru o průměru asi 100 tisíc světelných let od jejího středu.   

„Jedná se pravděpodobně o první systém, ve kterém nacházíme jasné důkazy jak přítoku chladného molekulárního plynu k černé díře, tak výtoku hmoty ve formě jetů, které vytváří,“ vysvětluje vedoucí výzkumu Grant Tremblay (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, bývalý vědecký asistent ESO). „Superhmotná černá díra ve středu této obří galaxie funguje úplně stejně jako pumpa pohánějící fontánu.“

Grant Tremblay a jeho tým sledovali pomocí radioteleskopu ALMA polohu a pohyb molekulárních oblaků oxidu uhelnatého. Ukázalo se, že chladný plyn o teplotě -250 °C až -260 °C padá do středu galaxie k černé díře. K pozorování teplejšího plynu, který černá díra vyvrhuje ve formě jetů, vědci využili přístroj MUSE a dalekohled ESO/VLT (Very Large Telescope).  

„Unikátním aspektem naší studie je detailní analýza zdroje na základě pozorování ALMA a MUSE,“ upozorňuje Grant Tremblay. „Tato dvě zařízení v kombinaci jsou mimořádně výkonná.“

Společně poskytují kompletní obraz celého procesu: chladný plyn padá směrem k černé díře, zahřívá se a rozsvítí okolí černé díry, která ho vymrští v podobě rozžhavených jetů vysokorychlostního plazmatu do okolní kosmické prázdnoty. Jety vychrlené černou dírou se následně rozptylují a zformují působivou galaktickou fontánu. Bez šance na únik z gravitačních pout galaxie plazma chladne, zpomaluje a následně se může vrátit zpět k černé díře, kde cyklus začíná nanovo (eso1618).      

Toto bezprecedentní pozorování může poskytnout zcela nové informace upřesňující naši představu o životním cyklu galaxií. Vědci se domnívají, že tento proces je nejen obvyklý, ale zároveň velmi významný pro pochopení formování galaxií. I když v minulosti byl detekován jak přítok, tak odtok chladného molekulárního plynu, toto je poprvé, kdy byly pozorovány společně v jednom systému, a jedná se tedy o první důkaz, že představují část téhož mohutného procesu.

Kupa galaxií Abell 2597 se nachází na obloze v souhvězdí Vodnáře. Její označení pochází z katalogu bohatých kup galaxií Abell (Abell catalogue of rich clusters of galaxies), jehož původní verzi vytvořil americký astronom George Ogden Abell v roce 1958.

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku s názvem „A Galaxy-Scale Fountain of Cold Molecular Gas Pumped by a Black Hole“, který byl publikován ve vědeckém časopise Astrophysical Journal.

Složení týmu: G. R. Tremblay (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA; Yale Center for Astronomy and Astrophysics, Yale University, New Haven, USA), F. Combes (LERMA, Observatoire de Paris, Sorbonne University, Paris, Francie), J. B. R. Oonk (ASTRON, Dwingeloo, the Netherlands; Leiden Observatory, Nizozemí), H. R. Russell (Institute of Astronomy, Cambridge University, UK), M. A. McDonald (Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, USA), M. Gaspari (Department of Astrophysical Sciences, Princeton University, USA), B. Husemann (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Německo), P. E. J. Nulsen (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA; ICRAR, University of Western Australia, Crawley, Austrálie), B. R. McNamara (Physics & Astronomy Department, Waterloo University, Kanada), S. L. Hamer (CRAL, Observatoire de Lyon, Université Lyon, Francie), C. P. O’Dea (Department of Physics & Astronomy, University of Manitoba, Winnipeg, Kanada; School of Physics & Astronomy, Rochester Institute of Technology, USA), S. A. Baum (School of Physics & Astronomy, Rochester Institute of Technology, USA; Faculty of Science, University of Manitoba, Winnipeg, Kanada), T. A. Davis (School of Physics & Astronomy, Cardiff University, UK), M. Donahue (Physics and Astronomy Department, Michigan State University, East Lansing, USA), G. M. Voit (Physics and Astronomy Department, Michigan State University, East Lansing, USA), A. C. Edge (Department of Physics, Durham University, UK), E. L. Blanton (Astronomy Department and Institute for Astrophysical Research, Boston University, USA), M. N. Bremer (H. W. Wills Physics Laboratory, University of Bristol, UK), E. Bulbul (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), T. E. Clarke (Naval Research Laboratory Remote Sensing Division, Washington, DC, USA), L. P. David (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), L. O. V. Edwards (Physics Department, California Polytechnic State University, San Luis Obispo, USA), D. Eggerman (Yale Center for Astronomy and Astrophysics, Yale University, New Haven, USA), A. C. Fabian (Institute of Astronomy, Cambridge University, UK), W. Forman (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), C. Jones (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), N. Kerman (Yale Center for Astronomy and Astrophysics, Yale University, New Haven, USA), R. P. Kraft (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), Y. Li (Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, New York, USA; Department of Astronomy, University of Michigan, Ann Arbor, USA), M. Powell (Yale Center for Astronomy and Astrophysics, Yale University, New Haven, USA), S. W. Randall (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), P. Salomé (LERMA, Observatoire de Paris, Sorbonne University, Paris, Francie), A. Simionescu (Institute of Space and Astronautical Science [ISAS], Kanagawa, Japonsko), Y. Su (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), M. Sun (Department of Physics and Astronomy, University of Alabama in Huntsville, USA), C. M. Urry (Yale Center for Astronomy and Astrophysics, Yale University, New Haven, USA), A. N. Vantyghem (Physics & Astronomy Department, Waterloo University, Canada), B. J. Wilkes (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA) a J. A. ZuHone (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA).

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, nejvyspělejší astronomické observatoři světa pro viditelnou oblast, pracuje VLT (Velmi velký dalekohled) a dva přehlídkové teleskopy – VISTA a VST. Dalekohled VISTA pozoruje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým teleskopem světa, dalekohled VST je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy ve viditelné oblasti spektra. ESO je významným partnerem zařízení APEX a revolučního astronomického teleskopu 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

• Odborný článek
• Snímky teleskopu ALMA
• 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: j.srba@astrovm.cz

Grant Tremblay; Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics; Cambridge, USA; Tel.: +1 207 504 4862; Email: grant.tremblay@cfa.harvard.edu

Francoise Combes; LERMA, Paris Observatory; Paris, France; Email: francoise.combes@obspm.fr

Calum Turner; ESO Public Information Officer; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6670; Email: pio@eso.org

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Tisková zpráva ESO1836