Ett internationellt team av astrofysiker som använder Large Millimeter Telescope (LMT) i centrala Mexiko har upptäckt ett oväntat och kraftfullt utflöde av molekylär gas i en avlägsen aktiv galax som liknar Vintergatan. Galaxen är 800 miljoner ljusår från jorden. Resultaten publiceras i den aktuella upplagan av Astrophysical Journal Letters .

I forskargruppen ingår Min S. Yun, en professor i astronomi vid University of Massachusetts Amherst, och kollegor från Mexikos Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), det nationella autonoma universitetet i Mexiko (UNAM) och institutioner i Italien, Belgien, Finland, Nederländerna, Tyskland och Spanien.

Yun säger att LMT, som drivs gemensamt av UMass Amherst och INAOE, är unikt lämpad för att upptäcka en svimning, bred linje som detta observationsresultat och är designad specifikt för denna typ av experiment. "Att förstå hur ofta det centrala supermassiva svarta hålet stör sin värdgalax genom en ännu okänd energisk återkopplingsprocess är en av de viktigaste obesvarade frågorna i studiet av galaxens evolution idag, och LMT med sin fulla 50-metersyta som precis var klar, borde ge fler insikter under de kommande observationssäsongerna, " han säger

Anna Lia Longinotti från INAOE, som ledde forskningen, säger "Det nya med detta resultat är att vi ser feedback i en galax där detta fenomen inte förväntas. De andra två galaxerna där det observerades är mer damm- och gasrika, medan denna galax är en spiraltyp, därför mer lik Vintergatan. Denna upptäckt öppnar vägen för att utforska möjligheten att återkoppling av aktiva galaktiska kärnor (AGN) kan produceras även av mindre lysande föremål med olika egenskaper."

För ungefär två år sedan, tack vare röntgendata som erhållits av Europeiska rymdorganisationens satellit XMM-Newton, förekomsten av ultrasnabba utflöden av joniserade, het gas med subrelativistisk hastighet rapporterades i samma objekt, kallas IRAS17020+4544. Dessa vindar tros ha sitt ursprung i ansamlingsskivan som ligger runt det supermassiva svarta hålet som driver lysande aktiva galaktiska kärnor (kvasarer). Aktiviteten hos denna typ av galax är relaterad till den energi som frigörs av ackretionsprocesser som äger rum nära det svarta hålet. Trots att han är värd för en aktiv kärna, denna galax är betydligt mindre lysande jämfört med kvasarer.

Data som erhållits med LMT-spektrografen Redshift Search Receiver (RSR), utvecklad vid UMass Amherst, avslöja att sådana ultrasnabba röntgenutflöden samexisterar med molekylärt utflöde av kall och tät gas som avger i millimeterfrekvenser, enligt en artikel som nyligen publicerats i tidskriften Astrophysical Journal Letters .

Longinotti förklarar att gasen som detekteras av LMT är belägen inom samma värdgalax på stort avstånd, 2, 000 till 20, 000 ljusår från det centrala svarta hålet, medan den snabba röntgenvinden ligger mycket närmare det svarta hålet i hjärtat av den aktiva kärnan.

Hon betonade att bland de vetenskapliga fördelarna med att följa observationer av AGN molekylär gas, ett är att bekräfta förekomsten av en koppling mellan snabba vindar och storskaliga utflöden av molekylär gas. "I den här galaxen hade vi redan bevis på en vind som kan producera återkoppling till värdgalaxen. Återkopplingsprocesser kan vara resultatet av stor utstötning av massa och energi som har effekten av att svepa galaxen och ta bort gasen med vilken stjärnor bildas Gasen som medbringas av utflödet färdas utåt och galaxen lämnas utan "primär föda" för att bilda nya stjärnor. Så småningom, effekten av återkopplingen är att galaxen blir ineffektiv när det gäller att bilda stjärnor och den blir en passiv galax, " hon säger.

Accretionskivvinden som observeras i röntgenljus avfyras med en viss mängd energi och kraft. "Våra mätningar tycks indikera att det molekylära utflödet bevarar denna initiala energi medan det sveper galaxen, därför ser vi detta samband, och det verkar indikera att beteendet hos det svarta hålet, som är ansvarig för att starta skivvinden, har en djupgående effekt på gasen som distribueras i mycket större skala inom värdgalaxen. Sammanfattningsvis, detta samband reglerar stjärnbildningsaktivitet och galaxutveckling.

Longinotti säger att detta fenomen inte förväntades i objekt som inte är kvasarer eller ultraljusande infraröda galaxer, båda kännetecknas av att de har en stor mängd molekylär gas. "Vi visste att tekniska LMT-funktioner rutinmässigt tillåter observation av molekylär gas i galaxer, men i just denna kunde vi fastställa närvaron av det molekylära utflödet, och mäta dess hastighet. Även om de inte är lika höga som de som hittats för röntgenvinden, den molekylära utflödeshastigheten varierar mellan 700 och 1000 km/s, därför långt över den kalla gas som vanligtvis observeras i samrotation i flera galaxer."

INAOEs Olga Vega som också deltog i projektet, betonade att LMT för närvarande är det bästa enskålsteleskopet för att utföra denna typ av forskning. Hon säger, hittills, anslutningen av dessa vindar upptäcktes endast i tre objekt, och de andra två är 10 gånger mer lysande än den här. Vega säger nu att LMT arbetar med 50 meter i diameter och ny instrumentering håller på att installeras, det är ett idealiskt observatorium för att söka och upptäcka dessa utflöden i andra galaxer. "Om målet är att göra en djupare studie, det är nödvändigt att gå till interferometri eftersom denna teknik tillåter dimensioner, rumslig fördelning och geometri för de molekylära utflödena som ska avslöjas. Ändå, LMT kommer att ha en grundläggande roll för att upptäcka nya molekylära utflöden och därmed, att avslöja naturen hos kosmisk feedback och dess roll i galaxens evolution."

Longinotti säger att just den här galaxen kommer att bli föremål för ytterligare multi-våglängdsstudier, vilket gör det första gången som en så bred och komplett kampanj genomförs för att öka förståelsen av fenomenet utflöde.