science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Geïoniseerde moleculen traceren galactische uitstroom

De melkweg Markarian 231, de dichtstbijzijnde quasar naar de aarde, zoals gezien door de Hubble-ruimtetelescoop. Het sterrenstelsel is het product van een fusie tussen twee sterrenstelsels. Astronomen hebben de kenmerken van de geïoniseerde moleculen OH+ en H2O+ ontdekt in hun enorme uitstroom en beweren dat schokgeïnduceerde kosmische straling verantwoordelijk is voor hun ionisatie. Krediet:NASA, ESA, het Hubble Heritage Team STScI/AURA-ESA/Hubble Samenwerking, en A. Evans Universiteit van Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University

In de meeste sterrenstelsels is een proces aan het werk dat zowel de massa van het centrale zwarte gat als de globale snelheidsstructuur en helderheid van het sterrenstelsel beïnvloedt. Astronomen vermoeden dat er een of andere vorm van feedback in het spel is, en een populair mechanisme is uitstromend gas. De uitstroom zou een melkwegstelsel uitputten van de grondstof die nodig is voor zowel het maken van nieuwe sterren als voor het vergroten van de massa van het zwarte gat.

Het eerste bewijs voor moleculaire uitstroom werd ongeveer twintig jaar geleden ontdekt door een infraroodsatelliet:het molecuul OH vertoonde uitstromende bewegingen van duizenden kilometers per seconde in zijn ver-infrarode emissielijnen. Het Herschel Space Observatory heeft deze detecties onlangs tot in detail opgevolgd, ontdekken dat in sommige extreme gevallen krachtige uitstromen meer dan duizend zonsmassa's per jaar dragen en de kracht hebben van honderd miljard zonnen - een paar procent van de totale lichtenergie van de melkweg.

CfA-astronomen Eduardo Gonzalez-Alfonso, Matt Ashby, en Howard Smith hebben nu ontdekt dat het geïoniseerde molecuul OH+ heet gas opspoort in deze uitstroom en ook (waarschijnlijk) uit de torus van materiaal waarvan men denkt dat het het zwarte gat doet rinkelen. De wetenschappers leidden een team dat drie ver-infraroodlijnen van OH+ en een van de geïoniseerde watermoleculen H2O+ in het sterrenstelsel Markarian 231 reduceerde en modelleerde. De lijnen bevestigen veel van de diagnostiek van de neutrale moleculaire gasanalyses; het meest merkwaardige resultaat, echter, was de enorme overvloed van het geïoniseerde materiaal, bijna 10% van het neutrale gas.

De wetenschappers kunnen de aanwezigheid van zoveel geïoniseerd materiaal ook niet verklaren met hete, ultraviolet-emitterende sterren of met röntgenstralen - het vereist tienduizend keer de excitatie die aanwezig is in het Melkwegstelsel. In plaats daarvan beweren ze dat kosmische straling verantwoordelijk is, geactiveerd door herhaalde versnelling in schokfronten van stervorming of soortgelijke processen. Een bijkomende implicatie is dat sterke schokken actief moeten zijn in de melkweg en verantwoordelijk zouden moeten zijn voor andere waarneembare verschijnselen, zoals de verwarming van ander gas.