Unikátní 3D pohled na vzdálené galaxie

ESO 010/09 tisková zpráva

Díky kombinaci schopností dalekohledů ESO/VLT a Hubbleova kosmického teleskopu astronomové dostali možnost spatřit vzdálené galaxie „trojrozměrně“. Vědci doufají, že tento unikátní kombinovaný pohled do hlubin času, kdy vesmír byl pouze polovičního stáří než dnes, a kdy neexistovalo naše Slunce ani Země, jim pomůže pochopit proces formování galaxií.

Celá desetiletí byly vzdálené galaxie pro pozemské astronomy pouhými světlejšími flíčky na tmavé obloze. Teprve vypuštění Hubbleova kosmického teleskopu (HST) počátkem devadesátých let minulého století poprvé v historii umožnilo studovat některé detaily objektů, vzdálených od nás i 6 miliard světelných let. Díky unikátním podmínkám na hoře Paranal a dalekohledu ESO/VLT se  spektrografem FLAMES/GIRAFFE (ESO 13/02), který dokáže najednou pořizovat spektra mnoha malých částí jednoho plošného objektu, se nyní vědcům nabízí možnost sledovat dokonce pohyby plynu v těchto vzdálených galaxiích (ESO 10/06).   

„Kombinace schopností HST a VLT je unikátní a umožnila nám modelovat vzdálené galaxie téměř stejně, jako to děláme u těch blízkých,“ říká vedoucí týmu François Hammer. „Přístroj  FLAMES/GIRAFFE nám v podstatě umožnil měřit rychlost pohybu plynu v různých místech vzdálených galaxií. Díky tomu si můžeme udělat třídimenzionální představu o vzhledu objektu, který je od nás ve skutečnosti vzdálen přes polovinu pozorovatelného vesmíru.“

Členové týmu si vytyčili takřka herkulovský úkol, když se rozhodli rekonstruovat minulost téměř stovky vzdálených galaxií společně sledovaných pomocí HST a VLT/GIRAFFE. Již první data pro pouhou trojici galaxií přinesla užitečné informace.

V jedné ze zkoumaných galaxií odhalil GIRAFFE oblast plnou ionizovaného plynu (horkého plynu, jehož atomy byly očesány o jeden či více elektronů). Ionizace plynu je většinou důsledkem přítomnosti velmi horkých mladých hmotných hvězd. Avšak ani po jedenáctidenním pozorování oblasti pomocí HST se žádnou hvězdu nalézt nepodařilo. „Tato neobvyklá galaxie má jistě nejedno skryté tajemství,“ říká  Mathieu Puech, vedoucí autor jednoho z dosud publikovaných článků. Počítačové simulace naznačují, že vysvětlení pozorovaného jevu lze hledat v kolizi dvou na plyn bohatých galaxií. Teplo produkované v důsledku kolize ohřívá plyn natolik, že dochází k jeho ionizaci. Takto horký materiál pak neumožňuje nastartování tvorby hvězd.

Druhá pozorovaná galaxie je přesným opakem. Byl u ní objeven jasně modrý centrální region vnořený do načervenalého disku, který je téměř kompletně skryt prachovými oblaky. „Modely naznačují, že plyn i hvězdy se po spirále rychle pohybují směrem ke středu galaxie,“ říká Hammer. Může se jednat o první známý příklad obnovy struktury disku po sloučení dvojice galaxií (ESO 01/05).  

V případě třetí galaxie pak astronomové identifikovali velmi neobvyklou extrémně modrou strukturu – pravděpodobně příčku – složenou z mladých hmotných hvězd, které jsou u blízkých galaxií pozorovány jen zřídka. Při srovnání s numerickými simulacemi se jasně ukazuje, že vlastnosti pozorovaného objektu jsou výsledkem kolize dvou galaxií s různou hmotností.

„Kombinace HST a FLAMES/GIRAFFE na VLT umožňuje detailně modelovat vzdálené galaxie a najít shodu v názoru na roli kolizí při procesu formování hvězd v dávné minulosti,“ říká Puech. „Když víme, jak se plyn pohybuje, můžeme poměrně přesně odhadnout jeho hmotnost a oběžné dráhy původních galaxií.“ „HST a VLT jsou opravdovými 'stroji času' pro odhalování historie vesmíru“, dodává  Sébastien Peirani, vedoucí autor dalšího článku publikovaného týmem v odborné literatuře.

Astronomové nyní postupně rozšiřují svou analýzu na celý vzorek sledovaných galaxií. „Příštím krokem bude srovnání vzdálených a blízkých galaxií. Získáme tak představu o vývoji galaxií za minulých 6 až 8 miliard let, tedy za období delší než je polovina současného stáří samotného vesmíru,“ uzavírá Hammer.

Zdroj

Zde uvedené výsledky budou/byly prezentovány v časopise Astronomy and Astrophysics: 

• Puech a kol. 2009, A&A, 493, 899, A forming disk at z~0.6: Collapse of a gaseous disk or major merger remnant?
• Peirani a kol. 2009, A giant bar induced by a merger event at z=0.4?
• Hammer a kol. 2009, A forming, dust enshrouded disk at z=0.43: the first example of a late type disk rebuilt after a major merger?
  

Složení týmu

F. Hammer, H. Flores, M. Puech, Y. Yang, a M. Rodrigues (Observatoire de Paris, Francie), L. Athanassoula (LAM, Francie), B. Neichel (Observatoire de Paris a ONERA, Francie), a S. Peirani (Institut d'Astrophysique de Paris, Francie).

Pozorování byla získána v rámci velkého pilotního programu IMAGES ESO.

Toto je společná zpráva ESO/ST-EcF. HST update je dostupný na adrese:
http://www.spacetelescope.org/updates/html/update0903.html

Kontakty

François Hammer, Mathieu Puech; Observatoire de Paris, GEPI, France; Phone: +33 (1) 45 07 74 08, +33 (1) 45 07 71 58; E-mail: Francois.Hammer@obspm.fr, mathieu.puech@obspm.fr
Sébastien Peirani; Institut d'Astrophysique de Paris, France; Phone: +33 (1) 44 32 81 34; E-mail: peirani@iap.fr

ESO La Silla - Paranal - ELT Press Officer: Dr. Henri Boffin - +49 89 3200 6222 - hboffin@eso.org
ESOPress Officer in Chile: Valentina Rodriguez - +56 2 463 3123 - vrodrigu@eso.org

Překlad: Jiří Srba, Hvězdárna Valašské Meziříčí
Národní kontakt: Pavel Suchan +420 267 103 040 suchan@astro.cz

autor: Jiří Srba