Τεράστια, ογκώδη νήματα συνδέουν τους γαλαξίες τροφοδοτώντας την ανάπτυξη των υπερμεγέθων μελανών οπών

Βλέπουμε ένα καρέ από μια ταινία ενός ογκώδους συμπλέγματος γαλαξιών από τη προσομοίωση C-EAGLE, η οποία παρέχει μια άποψη μιας περιοχής συγκρίσιμης με εκείνη όπου ανιχνεύθηκαν τα νήματα. Ο έγχρωμος χάρτης αντιπροσωπεύει την ίδια εκπομπή από τα νήματα αερίου όπως αυτή που ανιχνεύτηκε στις παρατηρήσεις. Στη σύγκλιση των νημάτων αυτών συνθέτεται μια ογκώδης συστάδα γαλαξιών. Εικόνα: Ο Joshua Borrow χρησιμοποιώντας το C-EAGLE

Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων, με επικεφαλής τον Όμιλο RIKEN για την την πρωτοποριακή έρευνα, χρησιμοποίησε παρατηρήσεις από το όργανο MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) στο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (Very Large Telescope ή VLT) του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου (ESO) στη Χιλή, και την φωτογραφική μηχανή Suprime-Cam στο τηλεσκόπιο Subaru για να κάνει λεπτομερείς παρατηρήσεις στα νημάτια του αέριου τα οποία συνδέουν τους γαλαξίες σε ένα μεγάλο, μακρινό πρωταρχικό σύμπλεγμα (ή πρώτο-σύμπλεγμα αγγλ. proto-cluster) στο πρώιμο Σύμπαν. Με βάση από άμεσες παρατηρήσεις διαπίστωσαν ότι, σύμφωνα με τις προβλέψεις του μοντέλου σχηματισμού γαλαξιών με ψυχρή σκοτεινή ύλη, τα νημάτια είναι εκτεταμένα, και εκτείνονται σε περισσότερα από 1 εκατομμύριο Παρσέκς - ένα Πάρσεκ είναι λίγο πάνω από τρία έτη φωτός - παρέχοντας το απαραίτητο "καύσιμο" για τον έντονο σχηματισμό των αστεριών και την ανάπτυξη σε υπερμεγέθων μελανών οπών μέσα στο πρωταρχικό αυτό σύμπλεγμα.

Οι παρατηρήσεις, οι οποίες απαρτίζουν έναν πολύ λεπτομερή χάρτη των νηματίων, έγιναν στο SSA22, ένα πρωταρχικό σύμπλεγμα γαλαξιών το οποίο βρίσκεται περίπου 12 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά στον αστερισμό του Υδροχόου, καθιστώντας το μία από τις δομές στο πρώιμο σύμπαν.

Η εικόνα αυτή δείχνει τα νήματα αερίου (μπλε) τα οποία εκτείνονται από την κορυφή προς το κάτω μέρος της εικόνας, και έχουν ανιχνευθεί με το όργανο MUSE στο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (VLΤ) . Οι λευκές κουκκίδες οι οποίες είναι ενσωματωμένες σε αυτά τα νημάτια είναι πολύ δραστικοί γαλαξίες σχηματισμού αστεριών. Οι γαλαξίες αυτοί τροφοδοτούνται από τα νημάτια και ανιχνεύθηκαν χρησιμοποιώντας τη συστοιχία Μεγάλη χιλιοστομετρική/υποχιλιοστομετρική ραδιοτηλεσκοπίων στην Ατακάμα της Χιλής (Atacama Large Millimeter / submillimeter array ή ΑΛΜΑ). Εικόνα: Hideki Umehata

Τα ευρήματα, τα οποία δημοσιεύτηκαν στον ιστότοπο Science, δίνουν νέες ιδέες για το σχηματισμό των γαλαξιών. Η κυρίαρχη πεποίθηση ήταν ότι οι γαλαξίες σχηματίστηκαν και στη συνέχεια οργανώθηκαν σε ομάδες, με τρόπο από κάτω προς τα πάνω, αλλά τώρα γενικά πιστεύεται ότι τα νημάτια στο σύμπαν τροφοδότησαν το σχηματισμό συστάδων γαλαξιών και γαλαξιών σε μέρη όπου τα νημάτια αυτά διασταυρώθηκαν, δημιουργώντας πυκνές περιοχές ύλης. Σύμφωνα με αυτό, η ομάδα διαπίστωσε ότι η διασταύρωση αυτή μεταξύ τεράστιων νημάτων που εντοπίστηκαν φιλοξενεί ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες - υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες - και αστρογόνους γαλαξίες (starbursting galaxies) οι οποίοι έχουν πολύ δραστήριο σχηματισμό αστεριών. Προσδιορίζουν τη θέση τους από τις παρατηρήσεις που έγιναν με τη συστοιχία ALMA, και το παρατηρητήριο W. M. Keck.

Οι παρατηρήσεις τους βασίζονται στην ανίχνευση της γνωστής ως ακτινοβολίας Lyman alpha -υπεριώδες φως το οποίο παράγεται όταν το ουδέτερο αέριο υδρογόνο ιονίζεται και στη συνέχεια επιστρέφει στην κατώτερη ενεργειακή του κατάσταση (ground state) -χρησιμοποιώντας το όργανο MUSE. Η ακτινοβολία βρέθηκε να είναι έντονη - πολύ υψηλή για να είναι από την υπεριώδη ακτινοβολία υποβάθρου του σύμπαντος. Οι υπολογισμοί τους έδειξαν ότι η υψηλή ακτινοβολία πιθανότατα προκλήθηκε από γαλαξίες σχηματισμού αστεριών και το σχηματισμό μελανών οπών.    

Σύμφωνα με τον Hideki Umehata του Συγκροτήματος RIKEN για την Πρωτοποριακή Έρευνα και το Πανεπιστήμιο του Τόκιο, ο πρώτος συγγραφέας του σχετικού paper: "Αυτό υποδηλώνει πολύ έντονα ότι το αέριο το οποίο πέφτει κατά μήκος των νηματίων υπό τη δύναμη της βαρύτητας πυροδοτεί το σχηματισμό γαλαξιών και υπερμεγέθων μελανών οπών , δίνοντας στο σύμπαν τη δομή που βλέπουμε σήμερα ".

"Προηγούμενες παρατηρήσεις", συνέχισε, "είχαν δείξει ότι υπήρχαν εκπομπές  από σφαιρίδια αερίων τα οποία εκτείνονται πέρα από τους γαλαξίες, αλλά τώρα μπορέσαμε να δείξουμε με σαφήνεια ότι τα νημάτια αυτά έχουν εξαιρετικά μεγάλο μήκος, πηγαίνοντας ακόμη και πέρα από την άκρη του ορατού μας πεδίου. Αυτό μας κάνει να πιστεύουμε αξιόπιστα στην ιδέα ότι τα νημάτια αυτά τροφοδοτούν στην πραγματικότητα την έντονη δραστηριότητα που βλέπουμε στους γαλαξίες μέσα στα νημάτια".

Ο συν-συγγραφέας Michele Fumagalli από το πανεπιστήμιο Durham του Ηνωμένου Βασιλείου δήλωσε: "Είναι πολύ συναρπαστικό να βλέπουμε πολύ καθαρά για πρώτη φορά πολλαπλά και εκτεταμένα νημάτια στο πρώιμο σύμπαν. Έχουμε τελικά έναν τρόπο να χαρτογραφήσουμε  τις δομές αυτές άμεσα, και να κατανοήσουμε λεπτομερώς το ρόλο τους στη ρύθμιση του σχηματισμού υπερμεγέθων μελανών οπών και γαλαξιών ".

Από τον όμιλο RIKEN


###

Οι εργασίες έγιναν από τον όμιλο RIKEN για την πρωτοποριακή έρευνα (RIKEN Cluster for Pioneering Research) μαζί με συνεργάτες του Πανεπιστημίου του Τόκιο, του Πανεπιστημίου του Durham στο Ηνωμένο Βασίλειο, του Εθνικού Αστρονομικού Παρατηρητηρίου της Ιαπωνίας, του Πανεπιστημίου της Nagoya και άλλων ινστιτούτων.

Αναφορές: "Gas filaments of the cosmic web located around active galaxies in a protocluster" από τους: H. Umehata, M. Fumagalli, I. Smail, Y. Matsuda, A. M. Swinbank, S. Cantalupo, C. Sykes, R. J. Ivison, C. C. Steidel, A. E. Shapley, J. Vernet, T. Yamada, Y. Tamura, M. Kubo, K. Nakanishi, M. Kajisawa, B. Hatsukade and K. Kohno, 4 Οκτωβρίου 2019 , ιστότοπος Science.
DOI: 10.1126/science.aaw5949

……………….*………………..

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

. Άρατος- Παρατηρησιακή Αστρονομία Σαλαμίνας

. Αστρονομία και Επιστήμη

. Αστροβραδιές Σαλαμίνας

Και στο blog: Αστρονομία και Επιστήμη

Πηγή

https://scitechdaily.com/massive-filaments-connect-galaxies-and-fuel-the-growth-of-supermassive-black-holes/

Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα μπλε ή κόκκινα 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