Miliardy svetelných rokov od Zeme vytvárajú obrovské mraky plynného vodíka špeciálny typ žiarenia, druh ultrafialového žiarenia známy ako Lymanovo alfa žiarenie. Obrovské oblaky vyžarujúce svetlo sú Lyman Alpha Bubbles (LAB). LAB sú niekoľkonásobne väčšie ako naša galaxia Mliečna cesta, ale boli objavené až pred 20 rokmi. Na výrobu tohto žiarenia je potrebný mimoriadne silný zdroj energie – energia rovnajúca sa žiareniu miliárd slnka.
Nová štúdia publikovaná 9. marca v časopise Nature Astronomy naznačuje, že zdroj energie je v strede hviezdotvorných galaxií, okolo ktorých existujú LAB.
Štúdia sa zameriava na objekt Lyman-alpha blob 6 (LAB-6), ktorý sa nachádza viac ako 18 miliárd svetelných rokov ďaleko v súhvezdí Grus. Spoločný tím objavil jedinečnú vlastnosť LAB-6 – jeho plynný vodík akoby padal dovnútra. LAB-6 je prvý LAB s presvedčivými dôkazmi pre tento takzvaný padajúci podpis plynu. Padajúci plyn mal malé množstvo kovových prvkov, čo naznačuje, že padajúci vodíkový plyn LAB pochádzal z intergalaktického média a nie zo samotnej galaxie formujúcej hviezdy.
Množstvo dopadajúceho plynu je príliš malé na to, aby spustilo pozorované žiarenie Lyman-alfa. Získané údaje naznačujú, že centrálna galaxia formujúca hviezdy je hlavným zdrojom energie zodpovedným za emisiu Lyman-alfa. Taktiež nastoľujú nové otázky týkajúce sa štruktúry LAB.
„Toto je skutočné tajomstvo. Očakávame, že sa okolo galaxií formujúcich hviezdy objaví plyn – potrebujú plyn na materiály, “uviedol Zheng Zheng, docent fyziky a astronómie na univerzite v Utahu a spoluautor štúdie. „Zdá sa však, že je to jediná Lymanova alfa lopta s padajúcim plynom. Prečo sú také vzácne? “
Autori na získanie údajov použili Very Large Telescope (VLT) pri Európskom južnom observatóriu (ESO) a Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA). Vedúci autor observatória Purpurové hory Iping Ao (Čínska akadémia vied) prvýkrát objavil systém LAB-6 pred viac ako desiatimi rokmi. Vedel, že už vtedy bolo v systéme niečo zvláštne, vzhľadom na extrémnu veľkosť kvapôčky vodíka. Vyskočil na príležitosť pozrieť sa bližšie.
“Našťastie sa nám podarilo získať údaje potrebné na zachytenie molekulárneho zloženia z ALMA, ktorá určuje rýchlosť galaxie.” Optický ďalekohľad VLT spoločnosti ESO nám poskytol dôležitý spektrálny svetelný profil emisie Lyman-alfa '.
Autori novej štúdie objavili povahu dopadajúceho plynu analýzou kinematiky emisie Lyman-alfa. Po vydaní Lymanovho alfa fotónu sa zrazí s prostredím naplneným atómami vodíka. Vráža do týchto atómov mnohokrát, ako lopta pohybujúca sa v hracom automate, skôr ako opustí prostredie. Tento vývod spôsobuje, že sa emisie šíria smerom von na veľké vzdialenosti.
Klesajúci plyn sa môže vyskytnúť niekoľkými rôznymi spôsobmi. Môže to byť druhý stupeň galaktickej explózie – ak hmotné hviezdy zomrú, explodujú a vytlačia plyn smerom von, ktorý potom padne dovnútra. Ďalšou možnosťou je studený prúd: vodíkové vlákna plávajú medzi nebeskými objektmi, ktoré je možné vtiahnuť do stredu potenciálnej studne a vytvoriť tak vlastnosť padajúceho plynu.
Model vedcov predpokladá, že klesajúci plyn v tomto LAB pochádza z druhého scenára. Analyzovali tvar svetelného profilu Lyman-alfa, ktorý naznačuje veľmi málo kovového prachu. V astronómii sú kovy ťažšie ako hélium. Hviezdy produkujú všetky ťažké prvky vo vesmíre – keď explodujú, produkujú kovové prvky a šíria ich po medzigalaktickom priestore.
