Kolem vzdálené galaxie objevena „palivová nádrž“ pro vznik hvězd

V mladém vesmíru přeměňovaly zářivé galaxie s bouřlivým vývojem doslova zběsilým tempem obrovské zásoby plynného vodíku na nové hvězdy. Energie z této dynamické tvorby vedla ke ztrátám velkého množství plynného vodíku unikajícího pryč z mladých galaxiích, což by mělo za následek omezení následného vznikání hvězd. Z tohoto důvodu není jasné, jakým způsobem byly mladé galaxie schopné udržet si svoji mladickou výkonnost tvorby hvězd i ve středním věku.

Ke vnesení světla do této záhady astronomové využili radioteleskop ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) a studovali šest vzdálených galaxií s bouřlivou tvorbou hvězd. Zjistili přitom, že pět z nich je obklopeno turbulentními „zásobníky“ plynného vodíku, které slouží jako „palivo“ pro vznik budoucích hvězd.

Tyto „palivové nádrže“ pro vznik hvězd byly odhaleny na základě objevu rozsáhlých oblastí molekul hydridu uhlíku (CH+) v okolí galaxií. CH+ je iont molekuly CH a vyznačuje velmi turbulentní oblasti v galaxiích, které překypují plynným vodíkem.

Nová pozorování pomocí radioteleskopu ALMA vedla Edith Falgarone (Ecole Normale Supérieure and Observatoire de Paris, Francie). Výsledky, které byly publikovány v časopise Nature, pomohou vědcům vysvětlit, jak galaxie zvládají prodloužit svoje období překotné tvorby hvězd.

„Na základě detekce těchto molekul pomocí radioteleskopu ALMA jsme objevili, že zde existují obrovské rezervoáry vířících plynů, které obklopují vzdálené galaxie s překotnou tvorbou hvězd. Tato pozorování umožnila nové pohledy na růst galaxií a ukázala, jak může okolí galaxií poskytovat materiál pro vznik hvězd,“ říká spoluautor nového objevu Edwin Bergin, astronom na University of Michigan, Ann Arbor.

„CH+ je výjimečná molekula,“ dodává Martin Zwaan, astronom z Evropské jižní observatoře ESO, který se podílel na dokumentu. „Potřebuje hodně energie ke svému vzniku a je velmi chemicky aktivní, což znamená, že její životnost je velmi krátká a nemůže být transportována daleko. Z tohoto důvodu molekuly CH+ naznačují, jak energie proudí v galaxiích a jejich okolním prostředí.“

Pozorování molekul CH+ vedlo k odhalení hustých rázových vln poháněných horkým a silným galaktickým větrem, který má původ uvnitř oblastí tvorby hvězd v galaxiích. Tyto větry vanou napříč galaxií a vytlačují materiál pryč. Jejich turbulentní pohyby jsou takové, že gravitační přitažlivost galaxie může část tohoto materiálu získat zpět. Tento materiál se potom shromažďuje ve vířících zásobnících v podobě chladného plynu o nízké hustotě. Rezervoáry plynu se rozprostírají v galaxii do vzdálenosti více než 30 000 světelných roků od regionu tvorby hvězd.

„Prostřednictvím molekuly CH+ jsme zjistili, že energie je uchovávána v podobě větrů galaktických rozměrů a je využívána jako turbulentní pohyb v doposud neznámých rezervoárech studeného plynu obklopujících galaxii,“ říká Edith Falgarone. „Naše závěry pozmění teorie vývoje galaxií. Intenzivní turbulencí v rezervoárech tento galaktický vítr prodlužuje fázi bouřlivé tvorby hvězd místo toho, aby ji uhasil.“

Vědecký tým také odvodil, že samotné galaktické větry nemohou naplnit nově odhalené zásobníky plynu. Astronomové předpokládají, že jeho velké množství je doplňováno při galaktických srážkách nebo v rámci akrece (nabalování) ze skrytých proudů plynu, jak předpokládají současné teorie.

„Tento objev představuje významný krok vpřed v našem chápání, jak je přítok hmoty usměrňován ve většině galaxií s intenzivní tvorbou hvězd v etapě raného vesmíru,“ říká Rob Ivison, ESO’s Director for Science, který je rovněž spoluautorem článku. „Ukazuje se, čeho můžeme dosáhnout, když vědci z různých vědních oborů společně využívají schopnosti jednoho z nejvýkonnějších dalekohledů světa.“

Zdroj: https://public.nrao.edu/news/2017-alma-turbulent-starburst/ a https://www.spaceanswers.com/deep-space/astronomers-observe-complex-molecules-in-starburst-galaxies/

autor: František Martinek