Kosmický bumerang v kupě galaxií Coma

Na základě dat z radioteleskopů Atacama Large Millimeter Array (ALMA) a Combined Array for Research in Millimeter-Wave Astronomy (CARMA), a také Hubbleova vesmírného teleskopu HST astronomové pozorovali efekt kosmického bumerangu – proudu molekulárního plynu, který byl stržený pryč z galaxie, aby se později vrátil zpět – v severozápadním kvadrantu spirální galaxie NGC 4921 v kupě galaxií Coma. Pozorování nabízí nové pohledy do životního cyklu galaxií a stavebních útvarů uvnitř galaxií, jak byly vystopovány prostřednictvím molekulárního plynu.

Kupa galaxií Coma je velké uskupení galaxií přibližně 330 miliónů světelných roků daleko od Země a jeho poloha se promítá do severního souhvězdí Vlasů Bereniky. Kupa galaxií známá také pod označením Abell 1656 je rozsáhlým prostředím ke studiu rázových vln – procesu známého jako svlékání plynu v galaxiích, které tak opouští materiál potřebný k formování nových hvězd.

Vynikající člen kupy k výzkumu efektu tohoto procesu v hustém mezihvězdném prostředí je právě galaxie NGC 4921, hmotná, blízká spirální galaxie, tváří natočená vůči pozorovatelům.

„Astronomové jsou zaujati studiem, jak galaxie vznikají, jak žijí a umírají,“ říká William Cramer, postgraduální vědecký pracovník na Arizona State University. „Efekty jako rázové vlny, které mohou urychlit normální životní cyklus galaxie, jsou velmi důležité k pochopení těchto příčin.“

Kromě toho molekulární plyn v galaxiích je místem zrození nových hvězd a tudíž studium efektu rázových vln na ně má svrchovaný význam. Na základě použití dat shromážděných soustavou radioteleskopů ALMA William Cramer a jeho spolupracovníci vytvořili mapu s vysokým rozlišením rozložení hustého molekulárního plynu v galaxii NGC 4921.

Mapa ukazuje nezvyklé struktury, které se formují v tlakovém rázu ´větru´ – dlouhé filamenty těžkých plynů související s nově zrozenými hvězdami. Tyto husté těžké plyny mohou být mnohem odolnější vůči vlivu tlakových rázů, snad v důsledku magnetických polí ukotvených velmi pevně na místě.

„Když vnější síly jako rázová vlna naruší galaxii, poskytnou příležitost ke studiu vnitřních sil, které působí v galaxii,“ říká profesor Jeffrey Kenney, výzkumník na Yale University. „Mimořádné filamenty by se nevytvořily bez magnetických polí, takže my rovněž studujeme důležitost magnetických polí v galaxiích při vzájemném působení s rázovými vlnami.“

Data z radioteleskopu ALMA jasně ukazují filamenty molekulárního plynu související s galaxií NGC 4921. Ale naproti tomu astronomové vypátrali ještě něco – několik dříve odhalených proudů plynů vracejících se zpět.

Některé plyny byly vyhozeny a už se nikdy nevrátí; část těchto plynů se pohybuje podobně jako bumerang, jsouc vyvrženy, avšak následně krouží a padají zpět ke svému zdroji. Jestliže tento plyn je opětovně zasazen do galaxie, mohou se z něj vytvořit nové hvězdy,“ říká William Cramer.

Efekt bumerangu je důležitý z několika důvodů. Poskytuje pevné důkazy o vývoji galaxií. To potvrzuje starobylou teorii o vývoji galaxií a pomáhá astronomům zkoušet předpovědět porodnost nových hvězd v galaxiích.

Mezihvězdné prostředí galaxií je velmi složité, s mnoha proměnnými, které jsou těžké pro počítačové modelování. Toto pozorování je důležité, protože ukazuje, jak poslední záchrana plynu může být odhalena a dovoluje nám pátrat mnohem všestranněji a pomoci je charakterizovat.

Studie byla publikována v časopise Astrophysical Journal.

Zdroj: http://www.sci-news.com/astronomy/ram-pressure-stripped-spiral-galaxy-ngc-4921-10013.html

autor: František Martinek