Astronomer fanger vind, der styrter ud af galaksen

Udforsker indflydelsen af ​​galaktiske vinde fra en fjern galakse kaldet Makani, UC San Diego's Alison Coil, Rhodes Colleges David Rupke og en gruppe samarbejdspartnere fra hele verden gjorde en ny opdagelse. Udgivet i Natur , deres undersøgelses resultater giver for første gang direkte beviser for den rolle, galaktiske vinde - udstødning af gas fra galakser - spiller for at skabe det cirkumgalaktiske medium (CGM). Det findes i områderne omkring galakser, og det spiller en aktiv rolle i deres kosmiske udvikling. Den unikke sammensætning af Makani - hvilket betyder vind på hawaiisk - lånte sig unikt til gennembrudsfundene.

"Makani er ikke en typisk galakse, " bemærkede Coil, en fysikprofessor ved UC San Diego. "Det er, hvad der er kendt som en større fusion i sent stadium - to for nylig kombinerede lignende massive galakser, som kom sammen på grund af tyngdekraften, som hver føltes fra den anden, da de kom nærmere. Galaxy-fusioner fører ofte til starburst-begivenheder, når en betydelig mængde gas til stede i de smeltende galakser komprimeres, hvilket resulterer i en byge af nye stjernefødsler. De nye stjerner, i tilfældet Makani, sandsynligvis forårsaget de enorme udstrømninger - enten i stjernevinde eller i slutningen af ​​deres liv, da de eksploderede som supernovaer."

Coil forklarede, at det meste af gassen i universet på uforklarlig vis optræder i områderne omkring galakserne - ikke i galakserne. Typisk, når astronomer observerer en galakse, de er ikke vidner til, at det gennemgår dramatiske begivenheder - store fusioner, omarrangering af stjerner, skabelsen af ​​flere stjerner eller køre enorm, hurtig vind.

"Selvom disse begivenheder kan forekomme på et tidspunkt i en galakses liv, de ville være relativt korte, " bemærkede Coil. "Her, vi fanger det faktisk godt, da det sker gennem disse enorme udstrømninger af gas og støv."

Coil og Rupke, avisens første forfatter, brugte data indsamlet fra W. M. Keck Observatorys nye Keck Cosmic Web Imager (KCWI) instrument, kombineret med billeder fra Hubble-rumteleskopet og Atacama Large Millimeter Array (ALMA), at drage deres konklusioner. KCWI-dataene leverede, hvad forskerne kalder den "betagende detektion" af den ioniserede oxygengas i ekstremt store skalaer, langt ud over stjernerne i galaksen. Det gjorde det muligt for dem at skelne en hurtig gasformig udstrømning, der blev lanceret fra galaksen for et par millioner år siden, fra en gasudstrømning, der blev lanceret flere hundrede millioner år tidligere, og som siden er aftaget betydeligt.

"Den tidligere udstrømning er strømmet til store afstande fra galaksen, mens den hurtige, den seneste udstrømning har ikke haft tid til at gøre det, opsummerede Rupke, lektor i fysik ved Rhodes College.

Fra Hubble, forskerne fremskaffede billeder af Makanis stjerner, viser, at det er en massiv, kompakt galakse, der er et resultat af en sammensmeltning af to engang adskilte galakser. fra ALMA, de kunne se, at udstrømningen indeholder såvel molekyler som atomer. Datasættene viste, at med en blandet befolkning af ældre, midaldrende og unge stjerner, galaksen kan også indeholde et støvtildækket supermassivt sort hul. Dette antyder for forskerne, at Makanis egenskaber og tidsskalaer er i overensstemmelse med teoretiske modeller for galaktiske vinde.

"Med hensyn til både deres størrelse og rejsehastighed, de to udstrømninger er i overensstemmelse med deres skabelse ved disse tidligere stjerneskudsbegivenheder; de er også i overensstemmelse med teoretiske modeller for, hvor store og hurtige vinde skal være, hvis de skabes af stjerneudbrud. Så observationer og teori stemmer godt overens her, " bemærkede Coil.

Rupke bemærkede, at timeglasformen af ​​Makanis tåge minder stærkt om lignende galaktiske vinde i andre galakser, men at Makanis vind er meget større end i andre observerede galakser.

"Dette betyder, at vi kan bekræfte, at det faktisk flytter gas fra galaksen til de cirkumgalaktiske områder omkring den, såvel som at feje mere gas op fra omgivelserne, når den bevæger sig ud, " Rupke forklarede. "Og det flytter meget af det - mindst en til 10 procent af den synlige masse af hele galaksen - ved meget høje hastigheder, tusindvis af kilometer i sekundet."

Rupke bemærkede også, at mens astronomer konvergerer på ideen om, at galaktiske vinde er vigtige for at fodre CGM, det meste af beviserne er kommet fra teoretiske modeller eller observationer, der ikke omfatter hele galaksen.

"Her har vi hele det rumlige billede for en galakse, hvilket er en bemærkelsesværdig illustration af, hvad folk forventede, " sagde han. "Makanis eksistens giver et af de første direkte vinduer til, hvordan en galakse bidrager til den igangværende dannelse og kemiske berigelse af dens CGM."