Meglepő folyamat miatt haldoklik egy távoli galaxis

A művészi elképzelés a galaxisütközés eredményeként létrejött ID2299-et mutatja, ahonnan a gáz egy része „árapálycsóvaként” kidobódott, szintén az összeolvadás következtében. Az ESO partnerségével üzemeltetett ALMA új megfigyelései a kidobódás legkorábbi szakaszait örökítették meg, még mielőtt a gáz a fantáziarajzon ábrázolt nagyon nagy kiterjedését elérte volna

A galaxisok akkor kezdenek el „haldokolni", amikor leáll bennük a csillagkeletkezés, de mostanáig a csillagászoknak távoli galaxisok esetében nem sikerült tetten érniük a folyamat kezdetét. Az Európai Déli Obszervatórium partnerségével üzemeltetett ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) antennarendszer segítségével most azonban egy olyan galaxist figyeltek meg, ahonnan éppen kidobódik a csillagok létrehozására alkalmas gáz közel fele. A folyamat üteme megdöbbentő, évente tízezer naptömegnyi gáz távozik, azaz a galaxis nagyon gyorsan elveszti azt az anyagot, amiből új csillagok keletkezhetnének. A kutatócsoport úgy véli, hogy a látványos folyamatot egy másik galaxissal történt ütközés indította be, ez viszont arra késztetheti a csillagászokat, hogy újragondolják a csillagkeletkezés leállásával kapcsolatos elképzeléseiket.

Ez az első alkalom, hogy sikerült megfigyelnünk, amint az Univerzum távoli részében egy gigantikus gázkidobódás miatt elkezdődik egy jellegzetes, nagy tömegű csillagontó galaxis »haláltusája«"

– kezdi az új vizsgálatot vezető kutató, Annagrazia Puglisi (Durham University, Egyesült Királyság és Saclay Magfizikai Kutatóközpont [CEA-Saclay], Franciaország).

Az ID2299 katalógusjelű galaxis olyan messze van, hogy fénye 9 milliárd év alatt ér el hozzánk, így abban az állapotában láthatjuk, amikor az Univerzum még csak 4,5 milliárd éves volt.

A gázkidobódás üteme évente tízezer naptömegnek felel meg, és a folyamat az ID2299 hideg gázanyagának megdöbbentően nagy részét, 46%-át eltávolítja. Mivel a galaxisban a csillagkeletkezés is igen gyorsan, a tejútrendszerbeli ütemnél több százszor gyorsabban zajlik, a maradék gáz nagyon hamar elfogy, és az ID2299 néhány tízmillió éven belül „lekapcsol".

A kutatócsoport úgy véli, hogy a látványos anyagvesztési folyamat oka két galaxis ütközése, amelyek végül az ID2299 jelű galaxissá olvadtak össze.

A kutatókat az terelte ebbe az irányba, hogy a kidobódott gáz egy „árapálycsóvához" kapcsolódik. Az árapálycsóvák a galaxisközi térbe nyúló, csillagokból és gázból álló áramok, amelyek két galaxis ütközésekor jönnek létre, és általában túlságosan halványak ahhoz, hogy nagy távolságból is észrevehetők legyenek. A csoportnak azonban sikerült egy viszonylag fényes, éppen kidobódó objektumot észlelnie, és azt árapálycsóvaként azonosítani.

A csillagászok többsége úgy gondolja, hogy a csillagkeletkezés által okozott csillagszél és a nagy tömegű galaxisok centrumában helyet foglaló fekete lyukak aktivitása felelős a csillagképző anyag kidobódásáért, ezáltal pedig azért, hogy a galaxisok elvesztik a képességüket új csillagok létrehozására.

A Nature Astronomy folyóiratban közölt tanulmány azonban rámutat arra, hogy a galaxisok összeolvadása is okozhatja a csillagkeletkezés üzemanyagának elvesztését.

„Vizsgálatunk azt jelzi, hogy az összeolvadás is okozhat gázkidobódásokat, ez az anyagkiáramlás és az árapálycsóvák pedig nagyon hasonlóak lehetnek" – mondja a tanulmány társszerzője, Emanuele Daddi (CEA-Saclay). Így azok a csoportok, amelyek korábban távoli galaxisok kiáramlásait detektálták, valójában árapálycsóvákban kidobódó gázt figyelhettek meg.

Ez pedig arra késztethet bennünket, hogy felülvizsgáljuk azzal kapcsolatos elképzeléseinket, miként »halnak meg« a galaxisok"

– teszi hozzá Daddi.

Puglisi – szintén hangsúlyozva a csoport felfedezésének fontosságát – így folytatja: „Szinte borzongató érzés volt egy ilyen különleges galaxis felfedezése! Türelmetlenül vártam, hogy még többet megtudjunk erről a furcsa objektumról, mivel meg voltam győződve arról, hogy a távoli galaxisok fejlődésével kapcsolatos fontos információkhoz juthatunk általa."

A művészi elképzelés a galaxisütközés eredményeként létrejött ID2299-et mutatja, ahonnan a gáz egy része „árapálycsóvaként” kidobódott, szintén az összeolvadás következtében. Az ESO partnerségével üzemeltetett ALMA új megfigyelései a kidobódás legkorábbi szakaszait örökítették meg, még mielőtt a gáz a fantáziarajzon ábrázolt nagyon nagy kiterjedését elérte volna Forrás: ESO/M. Kornmesser

A véletlennek köszönhető a felfedezés

A meglepő felfedezés tulajdonképpen a véletlennek köszönhető: a csoport az ALMA egyik galaxisfelmérését tekintette át, mivel éppen egy kutatást terveztek, amelynek során száznál is több távoli galaxisban levő hideg gáz tulajdonságait vizsgálták volna. Az ALMA mindössze néhány percig észlelte az ID2299-et, de a Chile északi részén található antennarendszer így is elég adatot gyűjtött össze a galaxis és a kidobódás detektálásához.

Az ALMA új megvilágításba helyezte azokat a folyamatokat, amelyek a távoli galaxisokban leállíthatják a csillagkeletkezést. Egy ilyen grandiózus szétesési folyamat megfigyelése fontos darabbal járul hozzá a galaxisfejlődés bonyolult kirakós játékának összeállításához"

– jegyzi meg a kutatás egyik résztvevője, Chiara Circosta (University College London, Egyesült Királyság).

A jövőben a kutatócsoport az ALMA-val a galaxis nagyobb felbontású, részletesebb vizsgálatát is elvégezheti, amelynek révén jobban megérthetik a kidobódó gáz dinamikai viselkedését.

Az Atacamai Nagyméretű Milliméteres Hálózat (ALMA) egyik rádióteleszkópja Forrás: Wikimedia Commons/Iztok Boncina

Az ESO épülő Rendkívül Nagy Távcsövének észlelései pedig azt teszik majd lehetővé, hogy a csoport feltárja a csillagok és a gáz közötti kapcsolatot az ID2299-ben, újabb elemekkel gazdagítva a galaxisok fejlődésére vonatkozó tudásunkat.