Pentru prima dată, astronomii au măsurat direct viteza gazului supraîncălzit care se ridică dintr-un „cazan” cu activitate stelară din inima galaxiei M82, o galaxie din apropiere care trece printr-o explozie extraordinară de formare a stelelor.
Materialul se mișcă cu peste trei milioane de kilometri pe oră și pare a fi forța principală care determină un vânt mai rece, bine studiat, la scară galactică. Cercetătorii au făcut calculele folosind date de la instrumentul Resolve de la bordul navei spațiale XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission).
„Modelul clasic al galaxiilor cu explozie stelară, precum M82, sugerează că undele de șoc provenite de la formarea stelelor și de la supernovele din apropierea centrului încălzesc gazul, declanșând un vânt puternic. Înainte de XRISM, însă, nu aveam capacitatea de a măsura vitezele necesare pentru a testa această ipoteză. Acum vedem gazul mișcându-se chiar mai repede decât prevăd unele modele, mai mult decât suficient pentru a împinge vântul până la marginea galaxiei”, a declarat Erin Boettcher, astrofizician la Universitatea din Maryland, College Park și la Centrul de Zbor Spațial Goddard al NASA din Greenbelt, Maryland.
Un articol despre rezultat, condus de Boettcher, a fost publicat în revista Nature.
Misiunea XRISM este condusă de JAXA (Agenția Japoneză de Explorare Aerospațială) în colaborare cu NASA, cu contribuții din partea ESA (Agenția Spațială Europeană). NASA și JAXA au dezvoltat, de asemenea, instrumentul Resolve.
Uneori numită galaxia Cigar (țigaretă), M82 se află la 12 milioane de ani-lumină distanță, în constelația nordică Ursa Major. Astronomii o clasifică drept o galaxie cu explozie stelară, deoarece formează stele într-o rată mult mai mare decât cea obișnuită pentru dimensiunea sa – de aproximativ zece ori mai rapidă decât Calea Lactee.
CITEȘTE ȘI: NASA lansează Catalogul de surse Chandra
M82 este bine cunoscută pentru vântul său extins și rece, care se întinde până la 40.000 de ani-lumină și propulsează cantități uriașe de gaz și praf. Oamenii de știință au studiat-o în cadrul multor misiuni, inclusiv telescoapele spațiale Chandra, Webb, Hubble și Spitzer, încercând să facă legătura dintre activitatea stelară și fluxul la scară largă.
Cercetătorii doresc în special să înțeleagă rolul razelor cosmice. Aceste particule încărcate, de mare viteză, se găsesc în tot cosmosul și sunt accelerate de unele dintre aceleași evenimente despre care oamenii de știință cred că produc vânturi precum cele din M82. Există posibilitatea ca acestea să fie o sursă principală de presiune exterioară asupra gazului.
Rezoluția și sensibilitatea ridicată a instrumentului XRISM Resolve le-au permis lui Boettcher și colegilor săi să măsoare cu precizie viteza vântului fierbinte analizând un semnal de raze X provenit de la fierul supraîncălzit din centrul galactic.
Cantitatea de raze X emisă de fier și alte elemente le-a indicat temperatura – exact în limitele previziunilor, la 45 de milioane de grade Fahrenheit (25 de milioane de grade Celsius). Căldura exercită presiune asupra gazului și îl împinge spre exterior. Această mișcare rapidă de la presiune înaltă la presiune joasă formează vântul – același motiv pentru care vânturile bat prin atmosfera Pământului.
Lățimea liniilor spectrale ale fierului a transmis viteza vântului fierbinte. Aceasta funcționează prin deplasarea Doppler, același fenomen care face ca înălțimea unui sunet, precum o sirenă, să crească sau să scadă datorită mișcării sursei spre sau depărtându-te de tine. În cazul M82, materialul fierbinte din apropierea centrului zboară rapid în ambele direcții, întinzând linia spectrală a fierului. Gradul de întindere dezvăluie viteza fierului. Cercetătorii au descoperit că vântul este puțin mai rapid decât se estimase. Combinat cu temperatura ridicată, este suficient de puternic pentru a produce vântul rece fără raze cosmice, deși acestea ar putea totuși să contribuie.
CITEȘTE ȘI: Chandra derulează povestea Marii Erupții din anii 1840. VIDEO
Cercetătorii calculează că centrul lui M82 expulzează suficient gaz în fiecare an pentru a forma șapte stele cu masa Soarelui nostru. Aceasta reprezintă o altă enigmă.
„Dacă vântul bate constant la viteza pe care am măsurat-o, atunci credem că poate alimenta vântul mai mare și mai rece, prin eliminarea a patru mase solare de gaz pe an. Dar XRISM ne spune că mult mai mult gaz se deplasează spre exterior. Unde se duc cele trei mase solare suplimentare? Evadează ele din galaxie sub formă de gaz fierbinte în alt mod? Nu știm”, a declarat co-autorul Edmund Hodges-Kluck, astronom și membru al echipei XRISM de la NASA Goddard.
Observațiile satelitului XRISM asupra galaxiei M82 vor contribui la îmbunătățirea modelelor de galaxii stelare, ceea ce ar putea ajuta oamenii de știință să răspundă la aceste tipuri de întrebări în viitor. Contribuțiile NASA la proiecte internaționale precum XRISM fac parte din eforturile agenției de a inova prin misiuni științifice ambițioase care ne vor ajuta să înțelegem mai bine cum funcționează cosmosul nostru.
„Unele dintre primele noastre modele de galaxii stelare au fost dezvoltate în anii 1980 și în sfârșit putem să le testăm în moduri care nu erau posibile înainte de XRISM. Acest lucru oferă oportunități de a afla de ce modelul ar putea să nu surprindă tot ce se întâmplă în universul real”, a comentat co-autorul Skylar Grayson, student absolvent la Universitatea de Stat din Arizona din Tempe.
Autor: Corina Gheorghe
Foto: NASA
CITEȘTE ȘI: Un roi de galaxii care a început să se formeze la doar un miliard de ani după Big Bang. FOTO
