Komunikat prasowy

Teleskop VLT niespodziewanie wykrył olbrzymie halo wokół odległych kwazarów

26 października 2016

Międzynarodowy zespół naukowców odkrył świecące obłoki gazu otaczające odległe kwazary. Nowy przegląd wykonany przy pomocy instrumentu MUSE na teleskopie VLT wskazuje, że halo wokół kwazarów są znacznie powszechniejsze niż sądzono. Na dodatek własności halo nie są zgodne z obecnie akceptowanymi teoriami na temat powstawania galaktyk we wczesnym Wszechświecie.

Międzynarodowa grupa badawcza astronomów, kierowana przez Swiss Federal Institute of Technology (ETH) w Zurychu (Szwajcaria), wykorzystała moc obserwacyjną MUSE na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) w Obserwatorium Paranal do zbadania gazu wokół odległych galaktyk aktywnych, widzianych w czasie mniejszym niż dwa miliardy lat po Wielkim Wybuchu. Te galaktyki aktywne, zwane kwazarami, zawierają w swoich centrach supermasywne czarne dziury, które w niesamowicie wysokim tempie pochłaniają gwiazdy, gaz i inną materię. W efekcie powoduje to, że centrum galaktyki emituje olbrzymie ilości promieniowania, czyniąc kwazary najjaśniejszymi i najbardziej aktywnymi obiektami we Wszechświecie.

Badania objęły 19 kwazarów, wybranych spośród najjaśniejszych dostępnych obserwacyjnie dla MUSE. Poprzednie badania pokazały, że około 10% wszystkich zbadanych kwazarów jest otoczone przez halo zbudowane z gazu zwanego ośrodkiem międzygalaktycznym. Halo rozciągają się do 300 000 lat świetlnych od centrów kwazarów. Jednak nowe badania pokazały niespodziankę: wykryto olbrzymie halo wokół wszystkich 19 zaobserwowanych kwazarów – to znacznie więcej niż przewidywane statystycznie dwa halo dla takiej próbki kwazarów. Badacze podejrzewają, że nastąpiło to dzięki znaczącemu zwiększeniu mocy obserwacyjnej MUSE w stosunku do innych podobnych instrumentów stosowanych wcześniej. Potrzebne są dalsze obserwacje, aby ustalić czy tak jest rzeczywiście.

„Jest za wcześnie, aby powiedzieć, że to dzięki naszej technice obserwacyjnej albo że to coś dziwnego związanego z kwazarami w zbadanej próbce. Nadal musimy wiele się nauczyć – jesteśmy dopiero na początku nowej ery odkryć” powiedziała główna autorka, Elena Borisova z ETH Zurich.

Celem badań była analiza gazowych komponentów Wszechświata w największych skalach, struktury nazywanej czasem kosmiczną siecią, w której kwazary tworzą jasne węzły [1]. Gazowe elementy sieci są zazwyczaj bardzo trudne do wykrycia, więc rozświetlone halo gazu otaczającego kwazary dostarcza niemal unikatowej szansy na zbadanie gazu w tej wielkoskalowej kosmicznej strukturze.

19 nowo odkrytych halo pokazało także inną niespodziankę: zawierają względnie zimny gaz międzygalaktyczny – o temperaturze około 10 000 stopni Celsjusza. Mocno się to nie zgadza z obecnie akceptowanymi modelami struktury i formowania się galaktyk, które sugerują, że gaz w tak bliskim sąsiedztwie galaktyk powinien mieć temperatury przekraczające milion stopni.

Odkrycie pokazuje potencjał instrumentu do obserwowania tego typu obiektów [2]. Współautor Sebastiano Cantalupo jest bardzo podekscytowany nowym instrumentem i możliwościami, które dostarcza: „Wykorzystaliśmy w naszych badaniach unikatowe możliwości MUSE, co utoruje drogę do przyszłych przeglądów. Połączenie nowej generacji teoretycznych i numerycznych modeli z naszym podejściem będzie dostarczać nam nowego spojrzenia na powstawanie kosmicznej struktury i ewolucję galaktyk.”

Uwagi

[1] Kosmiczna sieć jest strukturą Wszechświata w największych skalach. Składa się z wrzecionowatych włókien pierwotnej materii (głównie gazu wodorowego i helowego) i ciemnej materii, które łączą galaktyki i tworzą „mosty” pomiędzy nimi. Materia w tej kosmicznej sieci może wzdłuż włókien zasilać galaktyki i wpływać na ich wzrost i ewolucję.

[2] MUSE jest spektrografem całego pola, łączy możliwości spektroskopowe i obrazujące. Może za jednym razem obserwować rozległe obiekty astronomiczne, a dla każdego zmierzonego piksela uzyskujemy intensywność światła jako funkcj koloru (albo długości fali).

Więcej informacji

Wyniki badań zaprezentowano w artykule pt.: „Ubiquitous giant Lyα nebulae around the brightest quasars at z ~ 3.5 revealed with MUSE", który ukaże się w Astrophysical Journal.

Skład zespołu badawczego: Elena Borisova, Sebastiano Cantalupo, Simon J. Lilly, Raffaella A. Marino i Sofia G. Gallego (Institute for Astronomy, ETH Zurich, Szwajcaria), Roland Bacon and Jeremy Blaizot (University of Lyon, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Saint-Genis-Laval, Francja), Nicolas Bouché (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Toulouse, Francja), Jarle Brinchmann (Leiden Observatory, Leiden, The Netherlands; Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Porto, Portugalia), C Marcella Carollo (Institute for Astronomy, ETH Zurich, Szwajcaria), Joseph Caruana (Department of Physics, University of Malta, Msida, Malta; Institute of Space Sciences & Astronomy, University of Malta, Malta), Hayley Finley (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Toulouse, Francja), Edmund C. Herenz (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Niemcy), Johan Richard (Univ Lyon, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Saint-Genis-Laval, Francja), Joop Schaye and Lorrie A. Straka (Leiden Observatory, Leiden, Holandia), Monica L. Turner (MIT-Kavli Center for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, USA), Tanya Urrutia (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Niemcy), Anne Verhamme (University of Lyon, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Saint-Genis-Laval, Francja), Lutz Wisotzki (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Niemcy).

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Wspiera je 16 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop E-ELT (European Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.

Linki

• Publikacja naukowa
• Zdjęcia VLT

Kontakt

Elena Borisova
ETH Zurich
Switzerland
Tel.: +41 44 633 77 09
E-mail: borisova@phys.ethz.ch

Sebastiano Cantalupo
ETH Zurich
Switzerland
Tel.: +41 44 633 70 57
E-mail: cantalupo@phys.ethz.ch

Mathias Jäger
Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 176 62397500
E-mail: mjaeger@partner.eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych