Een internationaal team van astrofysici heeft met behulp van de Large Millimeter Telescope (LMT) in centraal Mexico een onverwachte en krachtige uitstroom van moleculair gas gedetecteerd in een verre actief sterrenstelsel vergelijkbaar met de Melkweg. De melkweg is 800 miljoen lichtjaar van de aarde verwijderd. De bevindingen zijn gepubliceerd in de huidige editie van Astrofysische journaalbrieven .

Het onderzoeksteam omvat Min S. Yun, een professor in de astronomie aan de Universiteit van Massachusetts Amherst, en collega's van het Mexicaanse Instituto Nacional de Astrofísica, ptica en Electrónica (INAOE), de Nationale Autonome Universiteit van Mexico (UNAM) en instellingen in Italië, België, Finland, Nederland, Duitsland en Spanje.

Yun zegt dat de LMT, die gezamenlijk wordt beheerd door UMass Amherst en INAOE, is bij uitstek geschikt voor het detecteren van een flauw, grote lijn zoals dit waarnemingsresultaat en is speciaal ontworpen voor dit type experiment. "Begrijpen hoe vaak het centrale superzware zwarte gat zijn gastmelkweg verstoort door een nog onbekend energetisch feedbackproces is een van de belangrijkste onbeantwoorde vragen in de studie van de evolutie van melkwegstelsels vandaag de dag, en de LMT met zijn volledige oppervlakte van 50 meter die net is voltooid, meer inzichten moeten opleveren in de komende waarnemingsseizoenen, " hij zegt

Anna Lia Longinotti van de INAOE, die het onderzoek leidde, zegt:"Het nieuwe van dit resultaat is dat we feedback zien in een sterrenstelsel waar dit fenomeen niet wordt verwacht. De andere twee sterrenstelsels waar het werd waargenomen, zijn meer stof- en gasrijk, overwegende dat dit sterrenstelsel van het spiraaltype is, daarom meer vergelijkbaar met de Melkweg. Deze ontdekking opent de weg om de mogelijkheid te onderzoeken dat feedback van actieve galactische kernen (AGN) ook kan worden geproduceerd door minder lichtgevende objecten met verschillende kenmerken."

Ongeveer twee jaar geleden, dankzij röntgengegevens verkregen door de satelliet XMM-Newton van de European Space Agency, de aanwezigheid van ultrasnelle uitstroom van geïoniseerd, heet gas met subrelativistische snelheid werd gerapporteerd in hetzelfde object, genaamd IRAS17020+4544. Men denkt dat deze winden hun oorsprong vinden in de accretieschijf rond het superzware zwarte gat dat lichtgevende actieve galactische kernen (quasars) aandrijft. De activiteit van dit type melkwegstelsel hangt samen met de energie die vrijkomt bij accretieprocessen die dicht bij het zwarte gat plaatsvinden. Ondanks het hosten van een actieve kern, dit sterrenstelsel is aanzienlijk minder lichtgevend in vergelijking met quasars.

De gegevens verkregen met de LMT-spectrograaf Redshift Search Receiver (RSR), ontwikkeld aan de UMass Amherst, onthullen dat dergelijke ultrasnelle uitstroom van röntgenstralen samengaat met moleculaire uitstroom van koud en dicht gas dat in millimeterfrequenties uitzendt, volgens een recent gepubliceerd artikel in het tijdschrift Astrofysische journaalbrieven .

Longinotti legt uit dat het gas dat door de LMT wordt gedetecteerd zich op grote afstand in hetzelfde gaststelsel bevindt, 2, 000 tot 20, 000 lichtjaar van het centrale zwarte gat, terwijl de snelle röntgenwind zich veel dichter bij het zwarte gat in het hart van de actieve kern bevindt.

Ze benadrukte dat een van de wetenschappelijke verdiensten bij het nastreven van observaties van AGN moleculair gas, een daarvan is om het bestaan ​​van een verband tussen accretieschijf snelle winden en grootschalige uitstroom van moleculair gas te bevestigen. "In dit melkwegstelsel hadden we al bewijs van een wind die in staat is feedback te geven aan het gastmelkwegstelsel. Feedbackprocessen kunnen het resultaat zijn van een grote uitstoot van massa en energie die tot gevolg heeft dat het melkwegstelsel wordt meegevoerd en het gas wordt verwijderd waarmee sterren worden gevormd Het gas dat door de uitstroom wordt meegesleept, reist naar buiten en de melkweg blijft achter zonder 'prime food' om nieuwe sterren te vormen. het effect van de feedback is dat de melkweg inefficiënt wordt in het vormen van sterren en een passieve melkweg wordt, " ze zegt.

De in röntgenlicht waargenomen accretieschijfwind wordt gelanceerd met een bepaalde hoeveelheid energie en kracht. "Onze metingen lijken erop te wijzen dat de moleculaire uitstroom deze initiële energie behoudt tijdens het doorkruisen van de melkweg, daarom zien we dit verband, en het lijkt erop te wijzen dat het gedrag van het zwarte gat, die verantwoordelijk is voor het lanceren van de schijfwind, heeft een diepgaand effect op het gas dat op veel grotere schaal in het gaststelsel wordt verspreid. Tot slot, deze verbinding regelt de activiteit van stervorming en de evolutie van sterrenstelsels.

Longinotti zegt dat dit fenomeen niet werd verwacht in objecten die geen quasars of Ultra Luminous Infrared Galaxies zijn, beide gekenmerkt door een grote hoeveelheid moleculair gas. "We wisten dat de technische kenmerken van LMT routinematig observatie van moleculair gas in sterrenstelsels mogelijk maken, maar in dit specifieke geval konden we de aanwezigheid van de moleculaire uitstroom bepalen, en meet de snelheid. Hoewel niet zo hoog als die gevonden voor de röntgenwind, de moleculaire uitstroomsnelheid ligt tussen 700 en 1000 km/s, daarom ruim boven het koude gas dat typisch wordt waargenomen in co-rotatie in verschillende sterrenstelsels."

Olga Vega van INAOE, die ook aan het project meedeed, benadrukte dat de LMT momenteel de beste telescoop met één schotel is om dit soort onderzoek uit te voeren. Ze zegt, daten, de verbinding van deze winden werd slechts in drie objecten gedetecteerd, en de andere twee zijn 10 keer helderder dan deze. Vega zegt nu dat de LMT werkt met een diameter van 50 meter en dat er nieuwe instrumenten worden geïnstalleerd, het is een ideaal observatorium om deze uitstromen in andere sterrenstelsels te zoeken en te detecteren. "Als het doel is om een ​​diepere studie uit te voeren, het is noodzakelijk om naar interferometrie te gaan omdat deze techniek afmetingen mogelijk maakt, ruimtelijke verdeling en geometrie van de te onthullen moleculaire uitstroom. Niettemin, de LMT zal een fundamentele rol spelen om nieuwe moleculaire uitstromen te ontdekken en dus, om de aard van kosmische feedback en zijn rol in de evolutie van sterrenstelsels te onthullen."

Longinotti zegt dat dit specifieke sterrenstelsel het onderwerp zal zijn van verdere multi-golflengte studies, waardoor het de eerste keer is dat zo'n brede en complete campagne wordt uitgevoerd om meer inzicht te krijgen in het uitstroomfenomeen.