Centaurus A (NGC 5128) on yksi tutkituimmista esineistä eteläisellä taivaalla, koska se on jättiläinen elliptinen galaksi, joka on lähinnä omaa Linnunrataamme. Se sijaitsee 11 miljoonan valovuoden päässä Linnunradasta, ja uskotaan sulautuneen toisen kaasumaisen galaksin kanssa noin 200–700 miljoonaa vuotta sitten. Tämän galaktisen mashup-lopputulos: satojen tuhansien tähtien syntymä kiloparsecin ulottuvassa renkaassa lähellä ydintä.
Tämä on ensimmäinen kerta, kun galaksin sisäinen rakenne on ratkaistu niin yksityiskohtaisesti. Käyttämällä ESFI: n uuden teknologian teleskooppissa olevaa SOFI-infrapuna-infrapuna (1-2,5 mikronin) spektrikuvaajaa, Helsingin yliopiston Jouni Kainulaisen ja Max Planckin tähtitieteen instituutin johtama tutkimusryhmä pystyi kuvaamaan suuren renkaan tähdet, jotka ovat muodostuneet - ja jatkavat muodostumistaan - lähellä galaksin keskustaa. Renkaan kirkkaimpia lähteitä ovat punaiset superginkit tai pienimassatähtiklusterit.
”On tärkeätä huomata, että mikään instrumentti (kaukoputki tai siihen kiinnitetty instrumentti) ei päästä ratkaisevasti pölyn läpi, vaan datan analysointitekniikkaa, jota käytetään analysoimaan sen mukana otettuja kuvia. Soittimella on tietysti suuri rooli siinä mielessä, että analyysin suorittamiseen tarvitaan riittävän korkealaatuisia kuvia ”, tohtori Kainulainen sanoi sähköpostihaastattelussa.
”Paperiomme käyttämien kuvien ja Spitzer-kuvien välillä on perustavanlaatuinen ero: aallonpituus, jonka kuvat peittävät. Työssämme käytetyissä kuvissa Centaurus A: n pölykaista osoittaa olevansa "varjo" tai tarkemmin sanottuna absorptio-ominaisuutena (aallonpituus on 1-2 mikrometriä). Spitzer-kuvat edustavat jonkin verran pidempiä aallonpituuksia ja osoittavat itse pölyn lähettämän säteilyn. Konkreettisena esimerkkinä Centaurus A: n ... kuuluisimmasta Spitzer-kuvasta näkyy rinnansuuntainen rakenne, mutta kuva kuvaa säteilyä lähinnä pölystä, ei tähtiistä ", hän sanoi.
Centaurus A: n keskustan läpi on suora S- tai tankojen muotoinen pölykaista, joka hämärtää havainnot näkyvässä valonspektrissä. Kuten alla olevassa kuvassa on esitetty, tähden muodostumisen rengasrakenne on peitetty pölyllä, mutta näkyvissä lähelläinfrapunassa.
Kentaurus A: n uskotaan pitävän supermassiivisen mustan aukon, jonka ytimessä on 200 miljoonaa aurinkoa, osoituksena galaksista virtaavien radioaktiivisten säteilyjen vaikutuksesta. Aikaisemmat kuvat galaksista Spitzerin avaruusteleskoopilla, ESA: n infrapuna-avaruus observatoriossa ja Hubble-avaruusteleskoopissa paljasti joitain galaksin rakenteen näkökohtia. Spitzerin infrapunasilmät kurkistuivat osittain pölyn läpi osoittaen vääntyneen suuntaisen kuvan, jonka syynä on Centaurus A: n sulautumisen aiheuttama painovoimahäiriö pienemmän spiraaligalaksin kanssa.
Centaurus A: n kaltaisten renkaiden esiintyminen ei todennäköisesti ole yleistä muiden elliptisten galaksien joukossa, mutta muiden sellaisten galaksien tiedetään olevan olemassa. On mahdollista, että ne ovat läsnä vain tietyn ajanjakson ajan elliptisen galaksin muodostuksessa sen jälkeen, kun se on sulautunut toiseen galaksiin.
Dr. Kainulainen kommentoi tätä mahdollisuutta: ”Olisi otettava huomioon, että niin kirkkaan rengasrakenteen näkeminen on todennäköisesti aikakriittistä. Renkaiden uskotaan indusoituvan galaksien sulautumisen "väkivaltaisen tapahtuman" avulla, ja ne voivat kehittyä melko nopeasti sellaiseksi, joka ei enää näytä selkeältä, kirkkaalta renkaalta. Siksi ne saattavat olla melko yleisiä galaksien yhdistämisessä, mutta ne kestävät vain niin lyhyen ajan, että emme näe niitä niin monissa galakseissa. "
Ryhmän käyttämää analysointitekniikkaa voitaisiin soveltaa muihin galakseihin, jotta voidaan ratkaista aikaisemmin pölyn piilottamat muodostumisrakenteet ja tarjota lisätietoja siitä, kuinka väkivaltaiset tapahtumat muuttavat elliptisten galaksien muodostumista.
”Mahdollisesti tekniikkaa voidaan soveltaa mihin tahansa suhteellisen lähellä olevaan galaksiin, jolla on huomattavat pölyominaisuudet. Tällaisia kohteita voivat olla M31, M83, M51, Fornax A tai mikä tahansa vastaavanlainen suuri, kirkas, pölyä sisältävä galaksi. Geometrisista syistä Centaurus A oli erittäin sopiva kohde menetelmän soveltamiseen. Se on haastavampaa esimerkiksi normaaleissa spiraal galakseissa. Olemme kuitenkin jo kokeilleet sellaisia galakseja ja suhtaudumme myönteisesti niiden tarjoamiin mahdollisuuksiin ”, tohtori Kainulainen sanoi.
Silmiinpistävä kuva Centaurus A: n tähtien muodostumisrenkaasta oli hiukan yllättävää tulosta kuvantamisesta, jonka tähtitieteilijät ottivat galaksista, vaikka muiden teleskooppien ottamista kuvista oli vihjeitä, että tähtien muodostuminen oli läsnä peitetyssä, pölyisessä ytimessä.
Tohtori Kainulainen sanoi: ”Oli hyvin yllättävää, että rakenteessa oli niin paljon tähtiä ja tähtiä muodostavaa aktiivisuutta, ja että voimme paljastaa sen niin yksityiskohtaisesti. Odotettiin kuitenkin, että siellä on tällainen rakenne ja että se sisältää ainakin jonkin verran tähtiä. Tämä käy ilmi esimerkiksi aiemmista Spitzer-kuvista. Mutta kun näin ensimmäisen kerran tietokoneen näytöllä tuloksen ”Kentauruksen A alaston kuva”, se oli todella iso WOW-tunne! ”
Kentaurus A: n lisähavainnot ovat ehdottomasti tähtirenkaan rakenteen ja sen muodostumisen mahdollistavan gravitaatiodynamiikan tutkimiseksi edelleen.
”Suunnitelmamme sisältävät havainnot erittäin suurella kaukoputkella (European Southern Observatory) ja Hubble-avaruusteleskoopilla. Tässä työssä tiedoilla, jotka saimme julkaisemassamme kirjeessä pölykaistasta, tulee olemaan merkittävä rooli. Suunniteltujen havaintojen tavoitteena on erityisesti määrittää, kuinka kauan ja missä määrin rakenne on aikaisemmin muodostanut tähtiä. Tällaiset tiedot auttavat ymmärtämään galaksien sulautumisprosessia, joka ei ole harvinainen tapahtuma maailmankaikkeudessa.
Dr. Kainulainen ja hänen tiiminsä julkaisivat tuloksensa tähtitiedelle ja astrofysiikalle osoitetussa kirjeessä, joka julkaistiin verkossa 2. heinäkuuta 2009. Kirjeen koko teksti on saatavana täältä.
Lähde: ESO, tähtitiede ja astrofysiikka, sähköpostihaastattelu Jouni Kainulaisen kanssa
