Astronomové využili radioteleskop ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) k pozorování turbulentních rezervoárů chladného plynu obklopujících vzdálené galaxie, ve kterých probíhá prudký vývoj nových hvězd..

Díky tomu, že se vědcům poprvé v historii podařilo v těchto galaxiích detekovat molekulu CH+, otevírá tento výzkum zcela nové okno umožňující zkoumat kritické fáze vývoje hvězd ve vesmíru. Přítomnost těchto molekul přináší nový pohled na způsob, jakým galaxie dosáhnou prodloužení období bouřlivé hvězdotvorby. Výsledky byly publikovány ve vědeckém časopise Nature.

Edith Falgarone z pařížské observatoře a tým jejích spolupracovníků využili radioteleskop ALMA k detekci molekul CH+ ve vzdálených galaxiích s bouřlivým vývojem nových hvězd. Vědcům se podařilo pozorovat známky molekuly CH+ v pěti ze šesti sledovaných galaxií, včetně objektu známého jako Cosmic Eyelash.

Výzkum přináší nové informace, které astronomům pomohou pochopit, jakým způsobem galaxie rostou a jak okolní prostředí přispívá k formování nových hvězd.

„CH+ je opravdu speciální molekula. Aby vůbec vznikla, je zapotřebí značné množství energie. Zároveň je extrémně reaktivní, což znamená, že její doba života je velmi krátká a molekula se tedy nemůže prostorem přemisťovat na velké vzdálenosti.

CH+ proto umožňuje sledovat energetické toky v galaxiích a jejich blízkém okolí,“ vysvětluje Martin Zwaan, astronom pracující pro Evropskou jižní observatoř, který se rovněž podílel na této práci.

Jakým způsobem molekula CH+ umožňuje sledovat přenos energie si lze přiblížit pomocí následující analogie. Představte si, že jste na lodi uprostřed oceánu za tmavé bezměsíčné noci. Pokud jsou k tomu vhodné podmínky, můžete kolem trupu lodi spatřit světélkující plankton.

Turbulence způsobené plující lodí donutí plankton vydávat světlo, které tak odhalí existenci turbulentních oblastí v jinak klidných temných vodách. Jelikož molekula CH+ vzniká pouze v malých oblastech, kde ustává turbulentní pohyb plynu, její nalezení umožňuje sledovat přenos energie v galaktickém měřítku.

Pozorované molekuly CH+ odhalují přítomnost hustých rázových vln, které jsou poháněny horkým a rychlým galaktickým větrem, jehož původ je potřeba hledat v oblastech s probíhající hvězdotvorbou. Tyto větry vanou celou galaxií a vyfukují z ní plyn.

Jejich turbulentní pohyby mají však takový charakter, že část materiálu může být opět zachycena a vtažena zpět gravitací galaxie. Hmota se tak zformuje do podoby mohutných turbulentních rezervoárů chladného a řídkého plynu, které se mohou nacházet až do vzdálenosti 30 tisíc světelných let od původních oblastí s probíhajícím zrodem hvězd.

„Díky molekule CH+ jsme zjistili, že energie je uchovávána v podobě věru galaktických rozměrů a přemění se na turbulentní pohyb v dosud nepozorovaných rezervoárech chladného plynu, které galaxii obklopují,“ říká Edith Falgarone.

„Naše výsledky představují výzvu pro teorie popisující vývoj galaxií. Díky tomu, že galaktický vítr pohání turbulence v rezervoárech, ve skutečnosti prodlužuje epizodu prudké hvězdotvorby v galaxii, místo aby ji zkracoval.“.

Členové týmu dále určili, že galaktický vítr sám o sobě není schopen doplňovat nově nalezené rezervoáry, a navrhují, že materiál může být dopravována také v důsledku slévání galaxií nebo akrece skrytých proudů hmoty, jejichž existenci předpovídá současná teorie.

„Tento objev představuje významný krok k lepšímu pochopení způsobu, jakým je regulován přísun materiálu v okolí galaxií s nejaktivnější hvězdotvorbou v mladém vesmíru,“ říká vědecký ředitel ESO Rob Ivison.

„Dokládá rovněž, čeho mohou vědci různých specializací dosáhnout, když spojí svoje síly, aby využili schopností jednoho z nejvýkonnějších teleskopů na světě.“.