Ασυγκράτητο κοσμικό τέρας στο πρώιμο σύμπαν...

Η συστοιχία ραδιοτηλεσκοπίων ALMA αποκτά την πιο λεπτομερή απεικόνιση ενός μακρινού και εξαιρετικά ενεργού γαλαξία. 

Οι αστρονόμοι έχουν στη διάθεσή τους το πιο λεπτομερές ανατομικό διάγραμμα ενός τερατώδους σε μέγεθος γαλαξία ο οποίος βρίσκεται 12,4 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Χρησιμοποιώντας τη χιλιοστομετρική/υποχιλιοστομετρική συστοιχία ραδιοτηλεσκοπίων ALMA στην Ατακάμα της Χιλής [Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA)], η ομάδα αποκάλυψε ότι τα μοριακά νέφη στον γαλαξία αυτό είναι εξαιρετικά ασταθή, γεγονός που οδηγεί σε σχηματισμό αστεριών. Οι "γαλαξίες τέρατα" πιστεύεται ότι είναι οι πρόγονοι των τεράστιων ελλειπτικών γαλαξιών του σημερινού Σύμπαντος, επομένως τα ευρήματα αυτά προετοιμάζουν το δρόμο για να κατανοηθεί ο σχηματισμός και η εξέλιξη τέτοιων γαλαξιών.


"Ένα από τα καλύτερα σημεία των παρατηρήσεων της συστοιχίας ALMA είναι να δούμε τους μακρινούς γαλαξίες με μια άνευ προηγουμένου ευκρίνεια", λέει ο Ken-ichi Tadaki, μεταδιδακτορικός ερευνητής της Ιαπωνικής Εταιρείας Προώθησης της Επιστήμης και του Εθνικού Αστρονομικού Παρατηρητηρίου της Ιαπωνίας (Japan Society for the Promotion of Science and the National Astronomical Observatory of Japan), συγγραφέας της ερευνητικής εργασίας, research paper όπως λέγεται και στην αγγλική, η οποία δημοσιεύτηκε σήμερα στο περιοδικό Nature.

Καλλιτεχνική απεικόνιση του γαλαξία "τέρας" COSMOS-AzTEC-1. Ο γαλαξίας αυτός εντοπίζεται 12,4 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά από τη Γη, και μέσα του σχηματίζονται άστρα 1000 φορές πιο γρήγορα από τον Γαλαξία μας. Παρατηρήσεις με τη συστοιχία ΑLΜΑ αποκάλυψαν πυκνές συγκεντρώσεις αερίων στο γαλαξιακό δίσκο, και έντονο αστρικό σχηματισμό στις συγκεντρώσεις αυτές. 
Εικόνα: National Astronomical Observatory of Japan
Μεγαλύτερη ανάλυση: https://alma-telescope.jp/assets/uploads/2018/08/AzTEC-1_impressions-1.jpg

Οι γαλαξίες τέρατα ή αστρογόνοι γαλαξίες (starburst galaxies), δηλαδή γαλαξίες με εξαιρετικά έντονη αστρογένεση, δημιουργούν αστέρια με εκπληκτικό ρυθμό ο οποίος είναι 1000 φορές υψηλότερος από το σχηματισμό αστεριών στον Γαλαξία μας. Αλλά γιατί είναι τόσο δραστήριοι; Για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος, οι ερευνητές πρέπει να γνωρίζουν το περιβάλλον γύρω από αυτά τα αστρικά ...φυτώρια. Σχεδιάζοντας λεπτομερείς χάρτες μοριακών νεφών γίνεται ένα σημαντικό βήμα για την ανίχνευση ενός κοσμικού ...τέρατος.


Ο Tadaki και η ομάδα του στόχευαν έναν "χιμαιρικό" γαλαξία τον COSMOS-AzTEC-1. Αυτός ο γαλαξίας ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά με το τηλεσκόπιο James Clerk Maxwell στη Χαβάη και αργότερα με το Μεγάλο Χιλιοστομετρικό Τηλεσκόπιο (Large Millimeter Telescope-LMT) στο Μεξικό τα οποία ανακάλυψαν μια τεράστια ποσότητα αερίου μονοξειδίου του άνθρακα στον γαλαξία, και έτσι αποκαλύφθηκε η κρυμμένη, έντονη αστρογενετική του δραστηριότητα. Οι παρατηρήσεις με το LMT μέτρησαν επίσης την απόσταση της Γης από τον γαλαξία και διαπίστωσαν ότι είναι 12,4 δισεκατομμύρια έτη φωτός [1].

Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι ο γαλαξίας...τέρας COSMOS-AzTEC-1 είναι πλούσιος σε συστατικά αστέρων, αλλά ήταν ακόμα δύσκολο να γίνει κατανοητή η φύση του κοσμικού αερίου στον γαλαξία αυτό. Η ομάδα χρησιμοποίησε την υψηλή ανάλυση και την υψηλή ευαισθησία της συστοιχίας ALMA για να παρατηρήσει αυτόν τον γαλαξία τέρας, και να αποκτήσει έναν λεπτομερή χάρτη της κατανομής και της κίνησης του αερίου. Χάρη στην πιο εκτεταμένη διαμόρφωση της κεραίας του ALMA των 16 χιλιομέτρων, αυτός είναι ο υψηλότερης ανάλυσης χάρτης μοριακού αερίου ενός μακρινού τερατώδους γαλαξία που έγινε ποτέ.


"Ανακαλύψαμε ότι υπάρχουν δύο ξεχωριστά μεγάλα νέφη αρκετά χιλιόμετρα μακριά από το κέντρο του", εξηγεί ο Tadaki. "Στους περισσότερους μακρινούς και εξαιρετικά αστρογενετικά ενεργούς αστρογόνους γαλαξίες (starburst galaxies), τα αστέρια σχηματίζονται πιο ενεργά στο κέντρο του. Έτσι είναι εκπληκτικό να βρούμε νέφη μακριά από το κέντρο. "

Ο γαλαξίας τέρας COSMOS-AzTEC-1 όπως παρατηρήθηκε με τη συστοιχία ALMA, η οποία αποκάλυψε την κατανομή του μοριακού αερίου (αριστερά) και των σωματιδίων κοσμικής σκόνης (δεξιά). Εκτός από το πυκνό νέφος που βρίσκεται στο γαλαξιακό κέντρο, η ερευνητική ομάδα ανακάλυψε δύο πυκνά νέφη αρκετές χιλιάδες έτη φωτός μακριά από το γαλαξιακό κέντρο. Τα πυκνά αυτά νέφη είναι δυναμικά ασταθή και πιστεύεται ότι είναι περιοχές έντονης αστρογέννησης. 

(Κατεβάστε την εικόνα χωρίς κείμενο - https://alma-telescope.jp/assets/uploads/2018/08/ALMAmap.001.jpeg)
Εικόνα: COSMOS-AzTEC-1

Οι αστρονόμοι διερεύνησαν περαιτέρω τη φύση του αερίου στον COSMOS-AzTEC-1 και διαπίστωσαν ότι τα νέφη που υπάρχουν σε όλο τον γαλαξία είναι πολύ ασταθή, κάτι που είναι ασυνήθιστο. Σε μια κανονική κατάσταση, η εσωτερική βαρύτητα και η προς τα έξω πίεση είναι ισορροπημένα στα νέφη αυτά. Όταν η βαρύτητα ξεπεράσει την πίεση, το νέφος του αερίου καταρρέει και σχηματίζει αστέρια με πολύ γρήγορο ρυθμό. Στη συνέχεια, τα αστέρια και οι εκρήξεις υπερκαινοφανών, (ξέρετε τα σουπερνόβα) στο τέλος του αστρικού κύκλου ζωής εκτοξεύουν αέρια, τα οποία αυξάνουν την προς την προς τα έξω πίεση. Ως αποτέλεσμα, η βαρύτητα και η πίεση φτάνουν σε μια ισορροπημένη κατάσταση και η διαμόρφωση των αστεριών συνεχίζεται με μέτριο ρυθμό. Με αυτό τον τρόπο ο σχηματισμός αστεριών στους γαλαξίες θα λέγαμε ότι είναι είναι αυτορυθμιζόμενος. Όμως, στον COSMOS-AzTEC-1, η πίεση είναι πολύ ασθενέστερη από τη βαρύτητα και είναι δύσκολο να εξισορροπηθεί. Επομένως αυτός ο γαλαξίας δείχνει ότι σχηματισμός αστεριών που λαμβάνει χώρα έχει ...εκτροχιαστεί, μεταμορφώνοντας τον σε έναν ασυγκράτητο ...γαλαξία τέρας.


Η ομάδα εκτιμά ότι το αέριο στο COSMOS-AzTEC-1 θα καταναλωθεί εντελώς σε 100 εκατομμύρια χρόνια, το οποίο είναι 10 φορές ταχύτερο από ότι σε άλλους γαλαξίες σχηματισμού αστεριών.

Αλλά γιατί είναι τόσο ασταθές το αέριο στον COSMOS-AzTEC-1; Οι ερευνητές δεν έχουν ακόμα μια οριστική απάντηση. Η συγχώνευση γαλαξιών είναι μια πιθανή αιτία. Η σύγκρουση γαλαξιών μπορεί να έχει μεταφέρει αποτελεσματικά το αέριο σε μια μικρή περιοχή με αποτέλεσμα να δημιουργηθεί έντονος σχηματισμός άστρων.


"Αυτή τη στιγμή, δεν έχουμε αποδείξεις συγχώνευσης σε αυτόν τον γαλαξία. Παρατηρώντας άλλους παρόμοιους γαλαξίες με την συστοιχία ALMA, θέλουμε να αποκαλύψουμε τη σχέση που υπάρχει μεταξύ των γαλαξιακών συγχωνεύσεων και  των γαλαξιών που αποκαλούμε γαλαξίες τέρατα", συνοψίζει ο Tadaki.

Οι ομάδες για την εργασία και την έρευνα
Αυτά τα παρατηρησιακά αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν ως "Tadaki et al" (ΟTadaki και οι συνεργάτες του) με τον τίτλο " Το βαρυτικά ασταθές αέριο στον γαλαξιακό δίσκο ενός εξαιρετικά αστρογενετικά γαλαξία πριν από 12 δισεκατομμύρια χρόνια" (The gravitationally unstable gas disk of a starburst galaxy 12 billion years ago) στο περιοδικό Nature σήμερα 30 Αυγούστου του 2018. 


Τα μέλη της ερευνητικής ομάδας είναι:

Ken-ichi Tadaki (Japan Society for the Promotion of Science / National Astronomical Observatory of Japan), Daisuke Iono (National Astronomical Observatory of Japan / SOKENDAI), Min S. Yun (University of Massachusetts), Itziar Aretxaga (Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica), Bunyo Hatsukade (The University of Tokyo), David H. Hughes (Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica), So Ikarashi (University of Groningen), Takuma Izumi (National Astronomical Observatory of Japan), Ryohei Kawabe (National Astronomical Observatory of Japan), Kotaro Kohno (The University of Tokyo), Munju Lee (Nagoya University), Yuichi Matsuda (National Astronomical Observatory of Japan / SOKENDAI), Kohichiro Nakanishi (National Astronomical Observatory of Japan / SOKENDAI), Toshiki Saito (Max Planck Institute for Astronomy), Yoichi Tamura (Nagoya University), Junko Ueda (National Astronomical Observatory of Japan), Hideki Umehata (RIKEN), Grant W. Wilson (University of Massachusetts), Tomonari Michiyama (SOKENDAI), Misaki Ando (SOKENDAI), Patrick Kamieneski (University of Massachusetts)

Η έρευνα αυτή υποστηρίχθηκε από την JSPS KAKENHI (Αριθμός Δωρεάς 17J04449).

Η χιλιοστομετρική/υποχιλιοστομετρική συστοιχία ραδιοτηλεσκοπίων ALMA στην Ατακάμα της Χιλής [Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA)], μια διεθνής εγκατάσταση αστρονομίας, είναι μια συνεργασία του Ευρωπαϊκού Νότου Παρατηρητηρίου (European Southern Observatory - ESO), του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών των ΗΠΑ ( National Science Foundation - NSF) και των Εθνικών Ινστιτούτων Φυσικών Επιστημών (National Institutes of Natural Sciences - NINS) της Ιαπωνίας σε συνεργασία με τη Δημοκρατία της Χιλής. Η συστοιχία ALMA χρηματοδοτείται από το ESO εξ ονόματος των κρατών μελών της από την NSF σε συνεργασία με το Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας του Καναδά (National Research Council of Canada - NRC) και το Υπουργείο Επιστήμης και Τεχνολογίας (Ministry of Science and Technology - MOST) στην Ταϊβάν και από το NINS σε συνεργασία με την Academia Sinica (AS) στην Ταϊβάν και στο Κορεατικό Ινστιτούτο Αστρονομίας και Διαστήματος (Korea Astronomy and Space Science Institute  - KASI).


Η κατασκευή και οι δραστηριότητες της συστοιχίας ALMA διευθύνονται από το ESO για λογαριασμό των κρατών μελών της, από το Εθνικό Παρατηρητήριο Αστρονομίας Αστρονομίας (National Radio Astronomy Observatory - NRAO), το οποίο διαχειρίζεται η εταιρεία Associated Universities, Inc. (AUI), εξ ονόματος της Βόρειας Αμερικής. και από το Εθνικό Αστρονομικό Παρατηρητήριο της Ιαπωνίας (National Astronomical Observatory of Japan - NAOJ) εξ ονόματος της Ανατολικής Ασίας. Το Κοινό Παρατηρητήριο ALMA (Joint ALMA Observatory - JAO) παρέχει την ενιαία ηγεσία και διαχείριση της κατασκευής, προμήθειας και λειτουργίας της συστοιχίας ALMA.

Παραπομπή
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

[1] Η μετρούμενη μετατόπιση προς το ερυθρό του COSMOS-AzTEC-1 είναι z = 4.3. Ένας υπολογισμός με βάση τις τελευταίες κοσμολογικές παραμέτρους που μετρήθηκαν με τη διαστημοσυσκευή Planck (H0 = 67,3 km / s / Mpc, Ωm = 0,315, Λ = 0,685: Planck 2013 Αποτελέσματα) αποδίδει την απόσταση σε 12,4 δισεκατομμύρια έτη φωτός. Ανατρέξτε στην ενότητα "Εκφράζοντας την απόστασης στα απομακρυσμένα αντικείμενα" (Expressing the distance to remote objects) για περισσότερες λεπτομέρειες.
Ο σύνδεσμος σε κείμενο: https://www.nao.ac.jp/en/astro/glossary/expressing-distance.html

--------------------*--------------------

Ενημερωθείτε για θέματα Αστρονομίας και Επιστήμης στις ομάδες μας στο Facebook:

. Άρατος- Παρατηρησιακή Αστρονομία Σαλαμίνας

. Αστρονομία και Επιστήμη

. Αστροβραδιές Σαλαμίνας

Πηγή

https://alma-telescope.jp/en/news/press/aztecone-201808

Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα μπλε γράμματα)

Απόδοση στα Ελληνικά : Δημήτρης Γκίκας.

 Για διορθώσεις μετάφρασης ως προς το πρότυπο κείμενο, απορίες, ή συμπληρώματα, γράψτε μας: gikasd63@hotmail.com  η αφήστε μήνυμα inbox στη Σελίδα:

 https:/www.facebook.com/groups/174408446026959/

Επίσης εάν θέλετε να δημοσιευτεί στο μπλόγκ μας κάποια δική σας εργασία, άρθρο, ή paper σχετικά με την επιστήμη, αποστείλατε τα άρθρα αυτά συνοδευόμενα απαραίτητα από τη σχετική βιβλιογραφία, και την σχετική έντυπη άδεια σας για δημοσίευση στο μπλόγκ μας, στη διεύθυνση: gikasd63@hotmail.com. Η δημοσίευση είναι εντελώς δωρεάν.

Εάν, κατά την άποψή σας, υπάρχουν επιστημονικά λάθη στο πρότυπο κείμενο η ομάδα μας δεν μπορεί να παρέμβει και να το αλλάξει χωρίς την συναίνεση του αρθρογράφου. Για οποιαδήποτε τέτοια αλλαγή επικοινωνήστε με την πηγή του άρθρου.

 Το κείμενο υπόκειται σε επικαιροποίηση αν υπάρξουν έγκυρες διορθώσεις ή νέα στοιχεία που αφορούν το θέμα του άρθρου. 

Για την ομάδα : @Aratosastronomy