Nová technika na výskum vývoja galaxií

  • Valentín Korinek | 20 Marec 2021
    Galaxie a hlboký vesmír
Trpasličia galaxia UGC 5288 je 16 miliónov svetelných rokov od Zeme. Je obklopená obrovským diskom plynného vodíka (fialová), ktorý nebol súčasťou procesov formovania hviezd v galaxii a môže byť tak prvotným materiálom, ktorý z formovania galaxie zostal. (B. Saxton z údajov poskytnutých Van Zee, NOAO, NRAO / AUI / NSF)
Po celé desaťročia nám vesmírne a pozemné ďalekohľady poskytovali veľkolepé obrázky galaxií. Tieto obrovské stavebné kamene vesmíru zvyčajne obsahujú niekoľko miliárd až bilióny hviezd a môžu mať rozmery od niekoľkých tisíc do niekoľko stotisíc svetelných rokov. To, čo zvyčajne vidíme na obrázku galaxie, sú hviezdy, prach a plyn, ktoré tieto rozľahlé systémy tvoria.

Existuje ale skrytá zložka galaxií, ktorá nevyžaruje toľko viditeľného svetla, aby sme ju mohli priamo pozorovať. Táto zložka - plyn, ktorý je kľúčom k tomu, ako sa časom zväčšuje veľkosť galaxií, je predmetom nedávnej štúdie uskutočnenej tímom vedcov z University of Toronto a z Johns Hopkins University.

Plyn, ktorý vedci študovali sa nachádza v *Cirkumgalaktickom médiu (CGM), ktoré sa rozprestiera okolo každej galaxie a je pod jej gravitačným vplyvom. Galaxie podobné Mliečnej ceste majú hviezdne disky s priemermi až 200 000 svetelných rokov a s CGM, ktoré môžu byť až dvakrát také veľké.

Pohonnehmoty.jpg

Približná predstava Cirkumgalaktického média. (astronomy.nmsu.edu)

Rozšírené disky hrajú dôležitú úlohu v tom, ako rastú galaxie a vďaka tomu, že plyn cestuje z cirkumgalaktického média do primárneho disku sa rodia nové hviezdy.

Pretože tento plyn nevyžaruje toľko viditeľného svetla, aby sme ho videli, jeho detekcia mimo galaxií je zložitá. Vedci použili v prípade trpasličej galaxie UGC 5288  jasný objekt nazývaný kvazar, ktorý sa nachádza za skúmanou galaxiou. Merali svetlo kvasaru a potom určili, koľko sa ho stratilo (absorbovalo) v dôsledku plynu, ktorý je v okolí skúmanej galaxie.

Štúdiu získali pomocou údajov z Hubblovho vesmírneho teleskopu a observatória MMT, kde analyzovali svetlo z galaxie v pozadí (nie z kvasaru), aby získali merania. To im umožnilo urobiť odhad veľkosti plynového mraku.


Tento obrázok ukazuje dvojrozmerné spektrum hostiteľskej galaxie s oblakmi plynu, ktoré vedci získali pomocou observatória MMT. Táto časť spektra je to, čo používali na meranie rotácie hviezd v galaxii. znalosť pohybu hviezd im umožnilo potvrdiť existenciu plynu, nameraného pomocou údajov z HST, ktorý je súčasťou rozšíreného disku galaxie. (Dupuis et al./MMT )

Predpoklady, že väčšina galaxií v minulosti mala veľké plynové disky, ktoré nakoniec vytvorili hviezdy ako slnko, tu boli už skôr, no bez zrejmých dôkazov.

Vedci dúfajú, že budúce projekty budú môcť pomocou tejto novej techniky študovať veľké množstvo galaxií po dokončení stavby pozemných ďalekohľadov novej generácie ešte v tomto desaťročí. Teleskopy ako Giant Magellan Telescope (GMT), budú schopné zhromažďovať údaje o desiatkach rôznych galaxií podobných tej našej.

S výkonným ďalekohľadom ako je GMT, budeme môcť získať oveľa viac zorných polí na zmapovanie týchto skrytých štruktúr. A nielen za použitia zdrojov svetla ako sú kvazary, ale aj samotných galaxií.


-------------------------------------------------------
*Cirkumgalaktické médium (CGM) je plyn obklopujúci galaxie mimo ich diskov alebo medzihviezdneho média. V posledných rokoch táto zložka galaxií získala dôležitú úlohu v našom chápaní vývoja galaxií vďaka rýchlemu pokroku v pozorovacom prístupe k tomuto rozptýlenému, takmer neviditeľnému materiálu. Pozorovania a simulácie tejto zložky galaxií naznačujú, že ide o viacfázové médium charakterizované bohatou dynamikou a zložitými ionizačnými stavmi. CGM je zdrojom paliva formujúceho hviezdy galaxie, miestom galaktickej spätnej väzby a recyklácie a možno kľúčovým regulátorom dodávok galaktického plynu. CGM s dôrazom na ich hmotnosť, dynamický stav a koevolúciu s galaxiami nás posúva dopredu v tom, ako sa samotné galaxie vyvíjajú. Pozorovania zo všetkých červených posunov a z celého elektromagnetického spektra naznačujú, že plyn CGM má kľúčovú úlohu v evolúcii galaxií.