En forskargrupp ledd av Erin Boettcher från University of Wisconsin-Madison har upptäckt och karakteriserat en extraplanär diffus joniserad gas i den närliggande galaxen Messier 83. Studien, publicerad 25 juli på arXiv.org, ger viktiga insikter om kinematik för den diffusa gasen i denna galax.

Upptäcktes 1752, Messier 83 (förkortat M83) är en spiralgalax som ligger cirka 15,6 miljoner ljusår bort från jorden. Det är en av de närmaste och ljusaste spiralgalaxerna på himlen.

M83 har ett komplex, flerfas gasformig halo. Gasen i sådana haloer är av särskilt intresse för astronomer eftersom den är avgörande för att föra fram kunskapen om stjärnbildning. Detta beror på det faktum att den gas som krävs för kontinuerlig stjärnbildning troligen kommer från en reservoar av gas i haloer som omger galaxen.

Varm joniserad gas med temperaturer runt 1, 000 K kallas extraplanar diffus joniserad gas (eller eDIG). Det är känt att eDIG har olika egenskaper jämfört med gas i stjärnbildande områden. Därför, astronomer letar fortfarande efter fler bevis på denna joniserade gas i galaxer, som skulle kunna ge mer information om stjärnbildning och galaxutvecklingsprocesser.

Nu, Boettchers team rapporterar upptäckten av eDIG i M83 och beskriver dess kinematik. Detekteringen gjordes med Robert Stobie Spectrograph på Southern African Large Telescope (SALT), ligger i Sydafrika.

"Med hjälp av optisk emissionslinjespektroskopi från Robert Stobie Spectrograph på Southern African Large Telescope, vi utförde den första upptäckten och kinematiska studien av extraplanar diffus joniserad gas i närliggande, ansikte på disk galaxy M83, " skrev forskarna i en tidning.

Astronomerna avslöjade att eDIG i M83 hittades tack vare dess emissionslinjeförhållanden, hastighetsspridning, och rotationshastighetsfördröjning med avseende på skivan.

Enligt tidningen, medianen, siktlinjehastighetsspridningen som observeras i den diffusa gasen är mycket högre än den som observeras i Vintergatans galax och i närheten, kant-på-skiva galaxer. Detta visar att hastighetsdispersionerna i dessa skikt kan vara anisotropa.

Teamet noterade att den diffusa emissionen släpar efter skivemissionen i rotationshastighet, vilket är kvalitativt förenligt med de flerfasiga eftersläpande halos som observerats i andra galaxer. Studien visar att medianhastighetsfördröjningen mellan skivan och halo överstiger de rotationshastighetsfördröjningar som observerats i flera närliggande, kant-på-skiva galaxer.

I avslutande kommentarer, författarna föreslår att om hastighetsspridningen av eDIG i M83 indikerar turbulenta rörelser, det finns tillräckligt med termiskt och turbulent stöd för att producera en eDIG-skalhöjd på cirka 3, 000 ljusår i dynamisk jämvikt. Dessutom, forskarna drog slutsatsen att hastighetsspridningen av eDIG-skiktet överensstämmer med ljudhastigheten i den varma fasen, och rotationshastighetsfördröjningar observeras i både de kalla och varma komponenterna.

Teamet planerar fler studier angående kinematik för extraplanär diffus joniserad gas i olika galaxer. "I framtida arbete, vi kommer att konstruera ett prov av både face-on och edge-on galaxer, utveckla en bild av den tredimensionella kinematiken för eDIG-lager, och kontextualisera denna bild i flerfasmiljön för disk-halo-gränssnittet, " står det i tidningen.

© 2017 Phys.org