A galaxisokban a csillagkeletkezést formáló gáz mozgása alapvető kutatási kérdés az asztronómiában.
Tartalomjegyzék
A galaxisok hatalmas, kölcsönhatásban lévő rendszerek, ahol a molekuláris hidrogént számos erő éri.
Az anyag a galaxisok között ki- és összefüggő patakként terül szét, másutt pedig ütközéses frontokon összenyomódik.
CO nyomkövető molekula a galaxisokban
Néhány helyen diffúz és szétszórt, máshol pedig sűrűn tömörülő gáz látható.
Vannak sötét és hideg régiók, vagy olyan területek, amelyeket sugárzás világít meg.
Sajnos a molekuláris hidrogént megfigyelni nehéz feladat, holott ez a leggyakoribb molekula a hatalmas molekuláris felhőkben.
CO szerepe a gáz mozgásának feltárásában
Helyette a csillagképző felhőket a szén-monoxidot CO térképezik, amely a felhőkben csak nyomnyi előfordulású.
Annak ellenére, hogy térfogataikban csak kis részt tesz ki, a CO széles körben elterjedt a felhők között, és érzékenyen reagál az energiaváltozásokra, így megbízható helyettesítője a molekuláris hidrogénnek.
A csillagászok tovább finomítják gáz mozgásának megértését úgy, hogy különböző környezetekben és összetett rendszerekben vizsgálják.
Stephan kvintett vizsgálata Japán kutatók által
A japán kutatók nemrég CO-megfigyeléseket alkalmazva térképezték fel a gázt egy kifejezetten összetett és egyedi környezetben, a Stephan kvintettben.
A bal felső sarokban látható NGC 7320 nem a kompakt csoport tagja; a 2009-es Hubble-kép megmutatja, hogyan torzult három tag spirálkarja, és hosszú tidális farkak világítanak a gázból, amelyet számtalan csillaghalmaz világít meg.
Stephan kvintett egy jól ismert, öt galaxisból álló látványcsoport, amely a JWST egyik első hivatalos képében is szerepelt; noha kvintettnek hívják, és úgy tűnik együtt vannak, csak négy tag alkot csoportot, az ötödik pedig egy előtérbeli galaxis.
Az ACA CO(1–0) térképezése Stephan kvintettben
A japán kutatók az ACA-t használva figyelték meg a gázt a kompakt csoport négy tagján.
A kutatók eredményeit egy The Astrophysical Journalben megjelent tanulmány foglalta össze, amely a Stephan kvintett CO(1–0) térképezését tárgyalja.
A vezető szerző Misaki Yamamoto az Osaka Metropolitan University Tudományi karáról érkezik.
Az egész Stephan kvintett rendszerének CO(1–0) térképezése
Mivel Stephan kvintett a legismertebb kompakt galaxiscsoport, sok más kutatócsoport is feltérképezte már a CO-térképeket.
Azonban a szerzők szerint ez a munka részleteiben jóval részletesebb, mint sok más erőfeszítés.
Az egész Stephan kvintett rendszerére kiterjedő CO(1–0) térképet mutatunk be, amelyet az Atacama Compact Array (7 m tömb + Total Power) rögzített az ALMA részeként.
Az első nagy léptékű térképezés és turbulencia
Ez a megfigyelés az első nagy léptékű (137 kpc × 119 kpc), térben felbontott molekuláris gáz-térképet adja egy kompakt csoport esetében.
A SQ térképe nemcsak azt mutatta meg, hogy hol koncentrálódik a legtöbb gáz, hanem azt is, hogy az egyes régiók mennyire voltak turbulensek.
A csillagképződés általában erősebb, ahol több gáz összpontosul, de a tanulmány kiemeli, hogyan befolyásolja a turbulencia a csillagképződést.
A gáz eloszlása és a galaxisközi interakciók
A molekuláris gáz nagy része az NGC 7319 becsatolt diszkjében és a galaxisok közötti régiókban koncentrálódik, ideértve a megolvadó filamentumot és a tidális farkakat.
A Digitális Égbolcskutató Adatbázis 2 alapján a magenta keret jelzi azt a területet, amelyet az ACA megfigyelt, és amelynek gáztérképét bemutatják.
A térség CO-térképe azt mutatja, hogy belsőleg a taggalakzatokban alig található gáz.
Hidrogén-gáz a külső térben és a fejlődés kapcsolata
A kutatók szerint a semleges hidrogén nagy mennyiségben található a galaxisok külső részein, ahol kiemelkedő tidal farkak húzódnak kelet felé NGC 7319-től.
A SQ gázeloszlása azt mutatja, hogy ez egy kifejlett galaxiscsoport, ahol a gáz egy része leválik a galaxisokról és a diszkek többi részén kívül koncentrálódik.
Ennek következtében a galaxisok hidrogénben hiányosak lehetnek, mivel a gáz egy része távozott a belső rendszerekből.
Interakciók és turbulencia a csillagképzés szabályozásában
Ugyanakkor a CO-térkép azt is megmutatja, hol a turbulencia a legerősebb, és ez milyen módon befolyásolja a csillagképződést.
A kutatók szerint a felhők sebességeloszlása a turbulenciát jelzi, amely befolyásolja, hogy milyen hatékonysággal alakul ki új csillag.
Minél nagyobb a diszperzió, annál erősebb a turbulencia, ami nehezíti a gázt csillagformáló állapotban összeállni.
Csillagképzés és turbulencia közötti kapcsolat
A tidális farkon és környékén nemcsak kiterjedt molekuláris gázkomponenseket találtak, hanem négy külön CO-rajcot is, amelyeket körülbelül 10–30 km s−1 közötti velocity dispersió jellemez, és ezek molekuláris gáz-tömege 10^7–10^8 M⊙ körül mozog.
A kutatók kimutatták, hogy a csillagképződés hatékonysága negatív módon korrelál a CO mozgási szétszóródásával.
A szerzők szerint a kisebb mozgási szétszóródású területeken a SFEs hasonlóak a közeli diszcsillagcsoportokéhoz, míg a nagyobb diszperziójú területeken a csillagképződés erősen vissza van fojtva a megolvadó filamanál.
Végkövetkeztetések a turbulencia szerepéről
A térképhez kapcsolódó ábra integrált intenzitási térképet mutat három mozgási komponensre bontva, jelezve a gáz három fő dinamiktikáját a kvintettben.
A CO-rajzok alapján a régióban a belső galaktikus gáz mennyisége kevés, miközben a külső részeken és a tidális struktúrákban jelentős gáz jelenlétére derül fény.
Összességében a kutatók úgy értékelik, hogy a turbulencia és a dinamikus kölcsönhatások fontos szabályozó tényezői a csillagképződésnek interaktív galaxishalmazokban.
© : NASA, ESA, CSA, STScI
Forrás: Universetoday.com
