Forskere bruger Large Millimeter Telescope til at observere en kraftig molekylær vind i en aktiv spiralgalakse

Et internationalt team af astrofysikere, der bruger Large Millimeter Telescope (LMT) i det centrale Mexico, har opdaget en uventet og kraftig udstrømning af molekylær gas i en fjern aktiv galakse, der ligner Mælkevejen. Galaksen er 800 millioner lysår fra Jorden. Resultaterne er offentliggjort i den aktuelle udgave af Astrofysiske journalbreve .

Forskergruppen omfatter Min S. Yun, professor i astronomi ved University of Massachusetts Amherst, og kolleger fra Mexicos Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), det nationale autonome universitet i Mexico (UNAM) og institutioner i Italien, Belgien, Finland, Holland, Tyskland og Spanien.

Yun siger, at LMT, som drives i fællesskab af UMass Amherst og INAOE, er unikt egnet til at opdage en svag, bred linje som dette observationsresultat og er designet specielt til denne type eksperimenter. "At forstå, hvor ofte det centrale supermassive sorte hul forstyrrer sin værtsgalakse gennem en endnu ukendt energisk feedbackproces, er et af de vigtigste ubesvarede spørgsmål i undersøgelsen af ​​galakseudviklingen i dag, og LMT med sin fulde 50 meter overflade, der lige var afsluttet, burde give mere indsigt i de kommende observerende sæsoner, " han siger

Anna Lia Longinotti fra INAOE, der ledede forskningen, siger "Det nye ved dette resultat er, at vi ser feedback i en galakse, hvor dette fænomen ikke forventes. De to andre galakser, hvor det blev observeret, er mere støv- og gasrige, der henviser til, at denne galakse er en spiraltype, derfor mere ligner Mælkevejen. Denne opdagelse åbner vejen for at undersøge muligheden for, at aktive galaktiske kerner (AGN) feedback også kan produceres af mindre lysende objekter med forskellige egenskaber. "

For cirka to år siden, takket være røntgendata opnået af European Space Agency-satellitten XMM-Newton, tilstedeværelsen af ​​ultrahurtige udstrømninger af ioniserede, varm gas med sub-relativistisk hastighed blev rapporteret i det samme objekt, kaldet IRAS17020+4544. Disse vinde menes at stamme fra akkretionsskiven placeret omkring det supermassive sorte hul, der driver lysende aktive galaktiske kerner (kvasarer). Aktiviteten af ​​denne type galakse er relateret til den energi, der frigives ved akkretionsprocesser, der finder sted tæt på det sorte hul. På trods af at være vært for en aktiv kerne, denne galakse er betydeligt mindre lysende sammenlignet med kvasarer.

Dataene opnået med LMT -spektrografen Redshift Search Receiver (RSR), udviklet hos UMass Amherst, afsløre, at sådanne ultrahurtige udstrømninger af røntgenstråler eksisterer samtidigt med molekylær udstrømning af kold og tæt gas, der udsender i millimeterfrekvenser, ifølge et papir, der for nylig blev offentliggjort i tidsskriftet Astrofysiske journalbreve .

Longinotti forklarer, at den gas, der opdages af LMT, er placeret inden for den samme værtsgalakse i stor afstand, 2, 000 til 20, 000 lysår fra det centrale sorte hul, der henviser til, at røntgenstrålevinden er placeret meget tættere på det sorte hul i hjertet af den aktive kerne.

Hun fremhævede, at blandt de videnskabelige fordele ved at forfølge observationer af AGN -molekylær gas, den ene er at bekræfte eksistensen af ​​en tilslutning af akkretionsskive hurtige vinde og store udstrømninger af molekylær gas. "I denne galakse havde vi allerede tegn på en vind, der var i stand til at producere feedback til værtsgalaksen. Feedbackprocesser kan være et resultat af stor udstødning af masse og energi, der har den virkning, at den fejer galaksen og fjerner den gas, hvormed stjerner dannes. . Den gas, der er med i udstrømningen, bevæger sig udad, og galaksen efterlades uden 'primærføde' for at danne nye stjerner. effekten af ​​feedbacken er, at galaksen bliver ineffektiv i dannelsen af ​​stjerner, og den bliver en passiv galakse, " hun siger.

Akkretionsdiskvinden observeret i røntgenlys lanceres med en vis mængde energi og kraft. "Vores målinger ser ud til at indikere, at den molekylære udstrømning bevarer denne indledende energi, mens den fejer galaksen, derfor ser vi denne forbindelse, og det ser ud til at indikere, at det sorte huls adfærd, som er ansvarlig for at starte diskvinden, har en dybtgående effekt på den gas, der fordeles i en meget større skala inden for værtsgalaksen. Afslutningsvis, denne forbindelse regulerer stjernedannelsesaktivitet og galakseudvikling.

Longinotti siger, at dette fænomen ikke var forventet i objekter, der ikke er kvasarer eller ultralysende infrarøde galakser, begge kendetegnet ved at have en stor mængde molekylær gas. "Vi vidste, at LMT -tekniske funktioner rutinemæssigt tillader observation af molekylær gas i galakser, men i denne særlige kunne vi bestemme tilstedeværelsen af ​​den molekylære udstrømning, og måle dens hastighed. Selvom det ikke er så højt som dem, der findes for røntgenvinden, molekylær udstrømningshastighed varierer mellem 700 og 1000 km/s, derfor langt over den kolde gas, der typisk observeres ved samrotation i flere galakser. "

INAOEs Olga Vega, der også deltog i projektet, fremhævede, at LMT i øjeblikket er det bedste enkeltdisk-teleskop til at udføre denne type forskning. Hun siger, til dato, forbindelsen mellem disse vinde blev kun opdaget i tre objekter, og de to andre er 10 gange mere lysende end denne. Vega siger nu, at LMT kører med 50 meters diameter og ny instrumentering installeres, det er et ideelt observatorium at søge og opdage disse udstrømninger i andre galakser. "Hvis målet er at udføre en dybere undersøgelse, det er nødvendigt at gå til interferometri, da denne teknik tillader dimensioner, rumlig fordeling og geometri af de molekylære udstrømme, der skal afsløres. Ikke desto mindre, LMT vil have en grundlæggende rolle for at opdage nye molekylære udstrømme og dermed, at afsløre arten af ​​kosmisk feedback og dens rolle i galakseudviklingen. "

Longinotti siger, at netop denne galakse vil blive genstand for yderligere undersøgelser med flere bølgelængder, hvilket gør det til første gang, at der gennemføres en så bred og komplet kampagne for at fremme forståelsen af ​​udstrømningsfænomenet.