Zvětšit obrázek

Kompozit galaxie J1649+2635. Žlutě je zobrazena frekvence viditelného světla, modře radioobraz zahrnující obří výtrysky. Kredit: Mao et al., NRAO/AUI/NSF, Sloan Digital Sky Survey

Spirální galaxie J1649+2635 leží od našeho slunečního systému asi 800 milionů světelných let a je podobná naší Mléčné dráze. Ve směru obou galaktických pólů se však od jejího centra táhnou obrovské výtrysky subatomárních částic uhánějící od středu galaxie rychlostmi blízkými rychlosti světla. Problémem je, že u spirálních galaxií běžně takovéto proudy částic nepozorujeme.

„Tyto výtrysky nacházíme hlavně u eliptických galaxií, vzniklých sloučením dvou či více galaxií spirálních. Není nám jasný ani mechanismus, jenž takovéto jevy způsobuje,“ vysvětluje Minnie Mao z Národní radioastronomické observatoře (NRAO).

Doposud známe pouze čtyři podobné spirální galaxie. První z nich se podařilo zachytit v roce 2003 kombinací pozorování radioteleskopů observatoře VLA a Hubbleova kosmického teleskopu v optickém pásmu. Druhá – pojmenovaná Speca – objevená v roce 2011 se nachází ve vzdálenosti 1,7 miliard světelných let od nás. S okolními asi šedesáti galaxiemi tvoří součást hmotné kupy – tu posledních několik let pozorují odborníci právě za účelem pochopení galaktické evoluce v dobách mladšího vesmíru.

Speca (akronym pro Spiral-host Episodic radio galaxy tracing Cluster Accretion) byla nalezena díky kombinaci pozorovacích dat, a to z velké digitální prohlídky Sloan Digital Sky Survey ve  viditelném světle a výzkumného programu FIRST na observatoři VLA v rádiovém oboru. Následovala další optická pozorování taiwanským teleskopem Lulin a v oboru ultrafialovém pomocí sondy GALEX. Při prohledávání archivu jiného programu NRAO VLA Sky Survey (NVSS) našli astronomové další snímky tohoto podivného hvězdného ostrova. Aby vědci získali co nejvíce dat z maxima oborů elektromagnetického záření, zapojili do pozorování i indický GMRT (Giant Meterwave Radio Telescope) zkoumající vesmír na větších vlnových délkách než VLA.

Výsledky  kombinovaných pozorování byly překvapivé. Astronomové detekovali kromě dvou původních výtrysků zachycených teleskopy VLA ještě druhý pár ve větší vzdálenosti od centra galaxie. GMRT tento druhý pár nejen potvrdil, ale navíc detekoval další, menší, blíže ke galaktickému středu. Mohli jsme tak pozorovat aktivitu centrálních oblastí galaxie ve třech odlišných epochách. Ony naposled objevené drobné výtrysky byly nejmladšího data.

Zvětšit obrázek

Kompozitní snímek galaxie Speca. Optická pozorování SDSS ve žluté, radiosnímky NVSS o nízkém rozlišení v modré a radiosnímky ve vysokém rozlišení GMRT v červené barvě. Kredit: Hota et al., SDSS, NCRA-TIFR, NRAO/AUI/NSF.

Třetí podivná spirální galaxie byla objevena teprve počátkem letošního roku rovněž kombinací pozorování v rádiovém oboru a ve viditelném světle. „Abychom blíže určili podstatu tohoto neznámého fenoménu, potřebujeme najít podobných galaxií co nejvíce,“ dodává Minnie Mao. Proto se odborníci rozhodli obrátit se na veřejnost – konkrétně na amatérské astronomy účastnící se projektu Galaxy Zoo, ve kterém analyzují nepřeberné množství snímků pořízených ve viditelném světle v rámci programu Sloan Digital Sky Survey (o kterém jsme informovali zde).
Dobrovolníci pomáhají například se základní klasifikací galaxií. Aby se zabránilo chybnému určení, jsou jednotlivé snímky nezávisle přidělovány většímu počtu amatérských astronomů. Doposud se projektu účastní na 150 000 dobrovolníků. Ti pomohli s identifikací sedmi set tisíc galaxií. Naši konkrétní podivnou galaxii J1649+2635 klasifikovalo třicet z jednatřiceti dobrovolníků jako spirální.

Dalším krokem bylo vytvoření kompozitních snímků ve viditelném světle prohlídky SDSS v kombinaci s daty katalogu VLA Sky Survey a FIRST (Faint Images of the Radio Sky at Twenty-centimeters survey) – oba katalogy tvoří výsledky pozorování observatoře Very Large Array. O vytvoření kompozitů se postaral doktorand University of Virginia Ryan Duffin, který v průběhu roku vypomáhá na observatořích NRAO. Ten nakonec potvrdil, že v případě J1649+2635 skutečně jde o spirální galaxii s obřími výtrysky v rádiovém oboru.

Zvětšit obrázek

Systém parabolických antén observatoře Very Large Array. Kredit: NRAO

Tyto proudy částic jsou zřejmě poháněny gravitační energií supermasivní černé díry v centru galaxie. Materiál dopadající na vnější okraj horizontu událostí vytváří rychle rotující akreční disk. Z obou pólů tohoto disku unikají nabité částice pod obrovskými rychlostmi.

Skutečný mechanismus vzniku je zatím záhadou. „Stojí za ním jakási netypická forma splynutí galaxií, u níž došlo k vytvoření spirálních ramen? Nebo jde o eliptickou galaxii, u které se nějakým doposud neznámým mechanismem vytvořila spirální ramena?“ ptá se Mao. Její tým pokřtil takové galaxie akronymem DRAGN (Double-lobed Radio sources Associated with Galactic Nuclei).

Zdroj:
https://public.nrao.edu/news/pressreleases/strange-galaxy-perplexes-astronomers
http://www.nrao.edu/pr/2011/spiralradio/