Ett team ledd av Edith Falgarone (Ecole Normale Supérieure och Observatoire de Paris, Frankrike) har använt Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) för att upptäcka signaturer av kolhydriden CH+ i avlägsna starburst-galaxer. Gruppen identifierade starka signaler av CH+ i fem av de sex galaxer som studerades, inklusive Cosmic Eyelash. Den här forskningen ger ny information som hjälper astronomer att förstå tillväxten av galaxer och hur en galax omgivning underblåser stjärnbildningen.

"CH+ är en speciell molekyl. Den behöver mycket energi för att bildas och är mycket reaktiv, vilket innebär att dess livslängd är mycket kort och att den inte kan transporteras långt. CH+ spårar därför hur energi flödar i galaxerna och deras omgivningar, "sa Martin Zwaan, en astronom vid ESO, som bidragit till tidningen.

Hur CH+ spårar energi kan tänkas analogt med att vara på en båt i ett tropiskt hav på ett mörkt, månlös natt. När förutsättningarna är de rätta, fluorescerande plankton kan lysa upp runt båten när den seglar. Turbulensen som orsakas av att båten glider genom vattnet exciterar planktonet för att avge ljus, som avslöjar förekomsten av de turbulenta områdena i det underliggande mörka vattnet. Eftersom CH+ endast bildas i små områden där turbulenta rörelser av gas försvinner, dess upptäckt spårar i huvudsak energi på galaktisk skala.

Den observerade CH+ avslöjar täta stötvågor, drivs av het, snabba galaktiska vindar som har sitt ursprung i galaxernas stjärnbildande regioner. Dessa vindar flyter genom en galax, och trycka ut material ur den, men deras turbulenta rörelser är sådana att en del av materialet kan återfångas av själva galaxens gravitationskraft. Detta material samlas i enorma turbulenta reservoarer av svala, gas med låg densitet, sträcker sig mer än 30 000 ljusår från galaxens stjärnbildande region.

"Med CH+, vi lär oss att energi lagras i stora galaxstora vindar och slutar som turbulenta rörelser i tidigare osynliga reservoarer av kall gas som omger galaxen, sa Falgarone, som är huvudförfattare till den nya tidningen. "Våra resultat utmanar teorin om galaxens evolution. Genom att driva turbulens i reservoarerna, dessa galaktiska vindar förlänger starburst-fasen istället för att släcka den."

Teamet fastställde att galaktiska vindar ensamma inte kunde fylla på de nyligen avslöjade gasreservoarerna och antyder att massan tillhandahålls av galaktiska sammanslagningar eller ansamling från dolda gasströmmar, som förutspått av nuvarande teori.

"Denna upptäckt representerar ett stort steg framåt i vår förståelse av hur inflödet av material regleras runt de mest intensiva starburst-galaxerna i det tidiga universum, säger ESO:s direktör för vetenskap, Rob Ivison, en medförfattare på tidningen. "Det visar vad som kan uppnås när forskare från en mängd olika discipliner samlas för att utnyttja kapaciteten hos världens mest kraftfulla teleskop."

Denna forskning presenterades i en artikel med titeln "Stora turbulenta reservoarer av kall molekylär gas runt starburst-galaxer med hög rödförskjutning" av E. Falgarone et al., att dyka upp i Natur den 30 augusti 2017.