Саморуйнівне зореутворення

ALMA проливає світло на таємницю відсутніх масивних галактик

Нові спостереження із телескопом ALMA в Чилі дали астрономам наразі найкращий вигляд того, як бурхливе зореутворення може викинути газ із галактики, що спричинює "голодування" майбутніх поколінь зірок, оскільки той газ їм вкрай потрібен для утворення та зростання. Разючі зображення показують величезний відтік молекулярного газу, котрий викидається із областей зореутворення в сусідній галактиці у сузір’ї Скульптора. Ці результати допомагають пояснити дивну нечисленність дуже масивних галактик у Всесвіті. Читайте про них в журналі Nature 25 липня 2013.

Галактики - то системи, схожі наш Чумацький Шлях, котрі містять сотні мільярдів зірок. Вони є основними будівельними блоками космосу. Однією із претензійних завдань сучасної астрономії є те, щоб зрозуміти, яким чином галактики ростуть та розвиваються, а ключове питання полягає у зореутворенні: що саме визначає кількість нових зірок, котрі й утворять галактику?
Галактика "Скульптор", що також відома як NGC 253, є спіральною галактикою, розташованою у південному сузір'ї Скульптора. На відстані близько 11.5 мільйонів світлових років від нашої Сонячної системи, вона є однією з наших сусідок у міжгалактичному просторі та однією із найближчих галактик із процесами зореутворення [1], котру видно в південній півкулі. Використання Великого Міліметрово-субміліметрового Масиву Атакама (ALMA) дало астрономам можливість виявити колони холодного щільного газу, котрі постають від центру галактичного диска.
"Завдяки чудовим розподільною здатністю та чутливістю ALMA, ми вперше можемо ясно бачити масивні концентрації холодного газу, відкинуті за рахунок розширення оболонок інтенсивним тиском, створюваним молодими зорями", - сказав Альберто Болатто з Університету штату Меріленд (США), провідний автор статті. "Кількість газу, який ми вимірюємо, дає нам дуже хороші докази того, що деякі зростаючі галактики викидають більше газу, ніж отримують. Можливо сьогодні ми бачимо приклад процесу дуже поширеного у ранньому Всесвіті".
Отримані результати можуть допомогти пояснити, чому астрономи виявили у космосі на подив кілька масивних галактик. Комп'ютерні моделі показують, що у старших червоніших галактик повинно бути значно більше маси та більше кількості зірок, ніж ми зараз спостерігаємо. На те виходить, що галактичні вітри або витоки газу настільки сильні, що вони позбавляють галактику палива для формування наступного покоління зірок [2].
"Ці структури утворюють дугу, яка майже ідеально відповідає до раніше досліджуваного відтоку гарячого іонізованого газ",- сказав Фабіан Уолтер, очільник дослідницької групи із Інституту Астрономії ім. Макса Планка (Гейдельберг, Німеччина), співавтор статті. "Тепер ми бачимо крок за кроком розвиток відтоку зореутворення."
Дослідники визначили, що величезні кількості молекулярного газу, котрі щорічно майже в десять разів перевищують масу нашого Сонця, були вигнані з галактики зі швидкостями від 150 000 до майже 1 000 000 кілометрів на годину [3]. Загальний обсяг викинутого газу може перевищувати той, котрий пішов на формування зірок галактики в той же час. При таких темпах, галактика може вигнати із себе газ за всього лише 60 мільйонів років.
"Для мене це є яскравим прикладом того, як нові інструменти формують майбутнє астрономії. Ми вивчали область зореутворення в NGC 253 та в сусідніх галактиках протягом майже десяти років. Але до ALMA у нас не було можливості побачити такі деталі",- говорить Уолтер. У дослідженні було використано ранню конфігурацію ALMA тільки із 16 антенами. "Цікаво поміркувати, що завершений ALMA із 66 антенами покаже для цього типу відтоку!".
Додаткові дослідження з повним масивом ALMA допоможуть визначити остаточну долю газу, звіяного зоряним вітром, що власне і прояснить ситуацію: чи ті процеси мають "задній хід", чи то вже остаточна втрата матерії для зореутворення.

Примітки

[1] Галактики зі спалахом зореутворенням продукують зорі на виключно високих швидкостях. Оскільки NGC 253 є одним із найближчих до нас подібним екстремальним об'єктом, то це ідеальна ціль для вивчення впливу подібного "безумства зростання" на власне галактику.
[2] Попередні спостереження показали гарячий, але набагато менш щільний газовий потік від областей зореутворення NGC 253, але тільки його було б занадто мало, щоб вплинути на долю галактики та її здатність утворювати майбутні покоління зірок. Нові дані від ALMA свідчать про присутність набагато більш щільного молекулярного газу, що отримав свій первинний "удар ногою" від формування нових зірок, а вже потім поєднався із розрідженим гарячим газом на своєму шляху до галактичного гало.
[3] Незважаючи на високі швидкості, їх недостатньо, щоб назовсім виштовхнути газ із галактики. Він може потрапити у пастку в галактичному гало на багато мільйонів років, а в кінцевому рахунку "пролитись дощем" назад на диск, що й спонукає нові процеси зореутворення.

Детальніше

Дане дослідження представлене у статті “The Starburst-Driven Molecular Wind in NGC 253 and the Suppression of Star Formation”, by Alberto D. Bolatto et al., що вийшла в журналі Nature за 25 липня 2013.
Науково-дослідна група у складі A. D. Bolatto (Department of Astronomy, Laboratory for Millimeter-wave Astronomy, and Joint Space Institute, University of Maryland, USA), S. R. Warren (University of Maryland), A. K. Leroy (National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, USA), F. Walter (Max-Planck Institut für Astronomie, Heidelberg, Germany), S. Veilleux (University of Maryland), E. C. Ostriker (Department of Astrophysical Sciences, Princeton University, USA), J. Ott (National Radio Astronomy Observatory, New Mexico, USA), M. Zwaan (European Southern Observatory, Garching, Germany), D. B. Fisher (University of Maryland), A. Weiss (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Germany), E. Rosolowsky (Department of Physics, University of Alberta, Canada) and J. Hodge (Max-Planck Institut für Astronomie, Heidelberg, Germany).
Європейська Південна Обсерваторія - це передова міжурядова астрономічна організація в Європі та найбільш продуктивна астрономічна обсерваторія світу. Її підтримує 15 країн: Австрія, Бельгія, Бразилія, Чеська Республіка, Данія, Франція, Фінляндія, Німеччина, Італія, Нідерланди, Португалія, Іспанія, Швеція, Швейцарія та Сполучене Королівство. ESO здійснює ініціативну програму, зосереджену на проектуванні, будівництві та експлуатації потужних наземних спостережних об'єктів, що дозволяє астрономам робити важливі наукові відкриття. ESO також відіграє провідну роль у сприянні та організації співробітництва в астрономічних дослідженнях. ESO працює на трьох унікальних, світового класу обсерваторіях в Чилі: Ла Сілла, Паранал і Чахнантор. На горі Паранал, в ESO працює Дуже Великий Телескоп - найбільш передова в світі астрономічна обсерваторія видимого діапазону та VISTA - найбільший оглядовий телескоп в світі. ESO є європейським партнером просунутого астрономічного радіотелескопу ALMA, найбільшого існуючого астрономічного проекту. В даний час, ESO планує 39 метровий Європейський Надзвичайно Великий Телескоп E-ELT (оптичний та ближній ІЧ діапазони), який стане "найбільшим у світі оком у небо".

Посилання

• Research paper
• More about ALMA
• Photos of ALMA

Контакти

Oleg Maliy
NGO Zaporozhye Astronomical Club Altair
Zaporozhye, Ukraine
Телефон: +380 67 1371070
Email: eson-ukraine@eso.org

Alberto Bolatto
University of Maryland
USA
Телефон: +49 6221 528 493
Email: bolatto@astro.umd.edu

Martin Zwaan
ESO
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6834
Email: mzwaan@eso.org

Fabian Walter
Max-Planck Institut für Astronomie
Heidelberg, Germany
Телефон: +49 6221 528 225
Email: walter@mpia.de

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Стільниковий: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Переклад прес-релізу ESO eso1334.

Джерело: ESO Ukraine