Новый прибор MUSE, установленный на ESO VLT, предоставил исследователям наилучшую на сегодняшний день картину захватывающей космической катастрофы. Последние наблюдения впервые показывают движение газа, вырванного из галактики ESO 137-001, когда он движется с высокой скоростью через большое скопление галактик. Результаты содержат ключ к старой загадке — почему звездообразование «закрывается» в скоплениях галактик.
Группа ученых во главе с Микеле Фумагалли из группы I внегалактической астрономии Института вычислительной космологии Даремского университета была одной из первых, кто использовал инструмент Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) на VLT. Наблюдение за спиральной галактикой ESO 137-001, удаленной на 200 миллионов световых лет от южного созвездия Южного Треугольника. Астрономы смогли получить наилучшую картину того, что именно происходит в галактике, мчащейся через Угольное скопление.
MUSE дает астрономам не только фотографию, но и спектр — или полосу цветов — для каждого пикселя в кадре. Благодаря прибору ученые собирают около 90 000 спектров каждый раз, когда наблюдают, и таким образом получают удивительно подробные карты движений и других свойств наблюдаемых объектов [1].
ESO 137-001 лишается своей материи путем зачистки под давлением, когда объект движется с высокой скоростью в жидкости или газе. Это похоже на случай, когда воздух дует сквозь шерсть на спине собаки, когда она высовывает голову из окна движущегося автомобиля. В этом космическом случае газ является частью огромного, очень редкого и горячего облака, которое окружает скопление галактик. Галактика ESO 137-001 падает в это облако со скоростью несколько миллионов километров в час [2].
Галактика лишена большей части своего газа — топлива, необходимого для создания следующего поколения молодых голубых звезд. ESO 137-001 находится в процессе галактического превращения из синей, богатой газом галактики в бедную газом красную галактику. Ученые считают, что наблюдаемый процесс может решить давнюю научную загадку.
«Это одна из самых важных задач в современной астрономии — выяснить, как и почему галактики в скоплениях за очень короткий промежуток времени эволюционируют от синего к красному», — говорит Фумагалли. «Запись галактики в тот момент, когда она меняется, позволит нам изучить, как происходит такой процесс».
Однако наблюдать космическое зрелище — немалый подвиг. Скопление Венгельницы находится близко к плоскости нашей собственной галактики, Млечного Пути, и поэтому скрыто за большим количеством газа и пыли.
С помощью MUSE, установленного на одном из 8-метровых телескопов VLT в обсерватории Параналь в Чили, ученые смогли не только обнаружить газ внутри и вокруг галактики, но и увидеть, как этот газ движется. Новый инструмент настолько эффективен, что одного часа наблюдения достаточно, чтобы получить изображение галактики с высоким разрешением, а также определить распределение и движение газа.
В конце концов, весь галактический газ растворится в ярких полосах за ESO 137-001 — последние признаки впечатляющего ограбления. Газ, оторвавшийся от галактики, смешивается с горячим газом скопления и создает великолепные полосы, простирающиеся на расстояние более 200 000 световых лет. Исследовательская группа внимательно изучила эти типы газовых струй, чтобы лучше понять турбулентность, создаваемую такими взаимодействиями.
Удивительно, но новые наблюдения за газовым фонтаном показывают, что газ продолжает вращаться так же, как и галактика, даже после того, как он выбрасывается в межгалактическое пространство. Более того, астрономы определили, что вращение звезд в ESO 137-001 остается неизменным. Это еще одно свидетельство того, что газ скопления, а не гравитация, несет ответственность за вырывание материи из галактики [3].
Соавтор публикации Маттео Фоссати (Universitäts-Sternwarte München и Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Гархинг, Германия) заключает: «Благодаря подробностям, представленным MUSE, мы приближаемся к полному пониманию процессов которые имеют место при этом типе столкновения. Мы можем четко видеть движения галактики и газа — это было бы невозможно без нового уникального инструмента MUSE. Эти и будущие наблюдения помогут нам лучше понять, что движет эволюцией галактик».
Примечания
[1] MUSE — первый крупный спектрограф полного поля зрения, установленный на 8-метровом телескопе. Для сравнения, в предыдущих исследованиях ESO 137-001 было собрано менее 50 спектров.
[2] Космический телескоп Хаббл (принадлежит НАСА/ЕКА) получил эффектное изображение этого объекта — но в отличие от MUSE он не смог показать движения материи.
[3] Если гравитация играет роль в процессах вырывания материи из объекта, ученые ожидают увидеть такого рода возмущения в галактике.