Galakser

Det sorte hul i centrum af den klareste af galakserne i galaksehoben Abell 2597 udsender et enormt springvand af gasmolekyler. Studier af disse intergalaktiske gasser viser at de udgør en komplet cyklus af udsendte og indfaldende gasser fra og mellem galakserne i galaksehoben

Det galaktiske springvand af intergalaktiske gasser i Abell 2597 galaksehoben
Det galaktiske springvand af intergalaktiske gasser i Abell 2597 galaksehoben

Blot en milliard lysår borte i den nære galaksehob Abell 2597, fosser et enormt galaktisk springvand. Det er et tungt sort hul i hjertet af galaksen, som pumper store faner af kold molekylær gas ud i rummet. Derefter falder gasserne tilbage mod det sorte hul som en regn af stof eller et intergalaktisk skybrud . Aldrig før har man set både udbrud og indsugning af stof ved den samme kosmiske kilde, og det hele foregår indenfor de inderste 100 000 lysår ved den klareste galakse i hoben Abell 2597.

"Det er muligvis det første system, hvor vi har fundet klare beviser for både kold molekylær gas, som strømmer ind imod det sorte hul og for den strøm af gasser, som det sorte hul udspyr," forklarede Grant Tremblay fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, leder af forskerholdet. "Det supertunge sorte hul i centrum af denne enorme galakse fungerer som den mekaniske pumpe i et springvand."

Tremblay of forskerne brugte ALMA for at spore positioner og bevægelse for molekyler af kulilte inde i tågen. Disse kolde molekyler, med temperaturer ned omkring minus 250-260°C kan ses i fald indad imod det sorte hul. Forskerholdet brugte også data fra instrumentet MUSE på ESOs Very Large Telescope til at spore varmere gasser - det, som slynges ud fra det sorte hul i form af jets.

"Det helt enestående her er, at vi får en meget detaljeret koblet analyse af kilden ved at bruge data fra ALMA og MUSE. De to anlæg i kombination er utroligt stærke." forklarede Tremblay.

Tilsammen danner disse to datasæt et fuldstændigt billede af hele processen; kold gas falder ind imod det sorte hul, får det til at gå i udbrud, og forårsager hurtige jets af lysende plasma ud i tomrummet. Disse jets sprøjter så ud fra det sorte hul som en bemærkelsesværdig galaktisk fontæne. Uden håb om at kunne undslippe galaksens faste greb med tyngdekraften, køler plasmaet ned, og regner i den sidste ende ned over det sorte hul, hvor processen så kan begynde forfra.

Denne hidtil usete observation kan belyse galaksernes livscyklus. Forskerne spekulerer over, om ikke denne proces er ganske almindelig, og på samme tid vigtig for at forstå galaksedannelse. Tidligere har andre observeret indfald og udsendelse af kold molekylær gas, men det er første gang begge dele er observeret i det samme system, så vi nu er sikre på, at de to ting hænger sammen som en enorm samlet proces.

Kilde: ESO
Kunstnerisk fortolkning af Gaia Enceladus dværggalaksens kollision med  Mælkevejen ESA's Gaia rumteleskop's kortlægning af indtil videre 1,7 millioner af Mælkevejens stjerners kemiske sammensætning, afstand, retning og bevægelse, har gjort det muligt for astronomer at sige meget mere om Mælkevejens struktur og om dens fortid og fremtid.

Den Hollandske astronom Amina Helmi har således afdækket en stor gruppe stjerner som har andre baner og en anden kemi end resten af Mælkevejens stjerner. Hun har dernæst sporet deres bevægelse tilbage i tiden, og har afsløret at de faktisk er rester af en anden galakse som kolliderede med Mælkevejen for godt 10 milliarder år siden. Galaksen som er blevet døbt 'Gaia-Enceladus' efter den græske kæmpe Enceladus som blev født af Gaia. En tidligere undersøgelse af Mælkevejens form på baggrund af Gaia's første datasæt, har allerede afsløret en skævhed og en bule i Mælkevejens galakseskive, som disse stjerner ligger i. Men de "fremmede stjerner" er yngre end gennemsnittet i bulen; Det tolker hun sådan at Gaia-Enceladus, har trængt ind i vores galakse-skive og har derned "pustet den op" og dannet klumpen af stjerner.
Gaia-Enceladus har været en ret stor dværggalakse - væsentligt større end fx den store Magellanske Sky, skriver University of Gronningen.
Stjernenes bvægelser i de Magellanske skyerDer er ingen tvivl om at Mælkevejens nærmeste nabogalakser de Magellanske skyer en dag vil ende i Mælkevejen, men forskere interesserer sig meget for, deres historie indtil nu; Blandt andet fordi de t´2 små galakser er perfekte isolerede laboratorier for stjerners og galaksers udvikling.

Et forskerhold har derfor benyttet ESAs Gaia rumteleskop til at analysere alle de største klare stjerner i de 2 små nabogalakser, og har dermed skabt et komplet billede af hele galaksernes indre bevægelser, som viser at stjernerne i den sydvestlige del af den lille Magellanske sky, bevæger sig væk fra galaksekernen. Baseret på galaksernes generelle baner om Mælkevejen, mener forskerne at det skyldes at de fornylig er kollideret.Og netop den observerede bevægelse var forudsagt, hvis de på et tidspunkt for nyligt har været i en direkte kollision, skriver University of Michigan
Massefordelingen som funktion af afstanden fra centrum i NGC3256
Massefordelingen som funktion af afstanden fra centrum.
Den faste linie er den samlede massefordeling.
Den stiplede linie er den baryonske massefordeling.
Mørkt stof omgiver normalt galakser, men har en tendens til at "fortrænges" af almindeligt baryont stof i galaksen. Men dels er mekanismen langtfra velforstået og dels er spørgsmålet "Hvordan reagerer det mørke stof når galakser kolliderer?"

Derfor har et hold astronomer undersøgt massefordelingen i en galakse, som lige har oplevet en galaksekollision; NGC3256 100 mio lysår herfra.

Mørkt stof kan ikke ses, men dens masse måles. Derfor undersøgte de galaksens stjerners rotationshastighed for at kortlægge massefordelingen som funktion af afstanden fra centrum. Derefter har de sammenlignet fordelingen med fordelingen af stjerner og det synlige stof i galaksen og fundet en betydelig mængde mørkt stof omkring galaksens centrum! skriver de i artiklen på arXiv som også er indsendt til Science. Observationerne blev lavet med ALMA og 2MASS.
Sort hul omgivet af gasser Stort set alle galakser har et enormt sort hul i deres centrum og udsender dermed meget stråling, men nogle - kaldet 'Active Galactic Nuclei' (AGN) - udsender væsentligt mere stråling end andre. Den overvejende vedtagne teori, er at AGN har 2 sorte huller i deres centre, efter tidligere galaksekollisioner. Problemet med denne teori er at man ikke helt har kunnet få modellen til at forklare observationerne af emisioner fra det indfaldende gas omkring de sorte huller.

En ny undersøgelse og simulationer af en anden mulig forklaring - nemlig at der kun er ét sort hul, som bare er omgivet af massive mængder gasser som absorberer strålingen fra det sorte hul og udsender sin egen stråling, hævder at give en langt bedre forklaring på de variationer man har fundet i strålingen fra AGN'er skriver UC Santa Cruz