Centaurus A (NGC 5128) är ett av de mest studerade föremålen på södra himlen, eftersom det är den jätte elliptiska galaxen med den närmaste närheten till vår egen Vintergatan. Den ligger 11 miljoner ljusår bort från Vintergatan och tros ha släppts samman med en annan gasformig galax för cirka 200 till 700 miljoner år sedan. Resultatet av denna galaktiska mashup: födelsen av hundratusentals stjärnor i en kiloparsec-spännande ring nära kärnan.
Detta är första gången som den inre strukturen i galaxen har lösts i sådan detalj. Med hjälp av SOFI-storfältet Infra-Red (1-2,5 mikron) spektrofotografering vid ESO New Technology Telescope kunde ett forskarteam ledat av Jouni Kainulainen vid Helsingfors universitet och Max Planck Institute for Astronomy bilda en stor ring av stjärnor som har bildats - och fortfarande fortsätter att bildas - nära galaxens centrum. De ljusaste källorna i ringen är röda supergiganter eller stjärnmassor med låg massa.
”Det är viktigt att notera att det inte är avgörande instrumentet (teleskopet eller instrumentet som är anslutet till det) som gör att vi kan se igenom damm, utan dataanalysstekniken som används för att analysera bilderna som tagits med det. Naturligtvis spelar instrumentet en stor roll i en bemärkelse att tillräckligt högkvalitativa bilder behövs för att utföra analysen, ”sade Dr. Kainulainen i en e-intervju.
”Det finns en grundläggande skillnad mellan de bilder vi använder i vårt papper och Spitzer-bilderna: våglängden som bilderna täcker. I de bilder vi använde i vårt arbete visar dammfältet i Centaurus A sig själv som "en skugga", eller mer exakt, som en absorptionsfunktion (våglängden är 1-2 mikrometer). Spitzer-bilderna representerar något längre våglängder och visar strålningen från själva dammet. Som ett konkret exempel visar den mest berömda Spitzer-bilden av Centaurus A ... en parallellogramliknande struktur, men bilden beskriver strålning främst från damm, inte från stjärnor, ”sade han.
Det finns en stor, S- eller barformad dammfält rakt genom centrum av Centaurus A som döljer observationer i det synliga ljusspektrumet. Som visas på bilden nedan döljs ringstrukturen för stjärnbildningen av damm men synlig i det nära infraröda.
Centaurus A tros hålla ett supermassivt svart hål som har massan på 200 miljoner solar i kärnan, vilket bevisas av radioutsläpp som strömmar ut från galaxen. Tidigare bilder av galaxen från Spitzer Space Telescope, ESA: s infraröda rymdobservatorium och Hubble Space Telescope avslöjade vissa aspekter av galaxens struktur. Spissers infraröda ögon kikade halvvägs genom dammet för att visa ett skevt parallellogram, vars orsak är gravitationsstörningen orsakad av sammanslagningen av Centaurus A med en mindre spiralgalax.
Förekomsten av ringar som den som ses i Centaurus A är förmodligen inte vanlig bland andra elliptiska galaxer, men andra sådana galaxer är kända för att existera. Det är möjligt att de är närvarande endast under vissa perioder av en elliptisk galaxbildning efter att den smälter samman med en annan galax.
Dr. Kainulainen kommenterade denna möjlighet: ”Man bör tänka på att det är förmodligen ganska tidskritiskt att se så ljus ringstruktur. Ringarna tros induceras av "en våldsam händelse" av sammanslagning av galaxer, och de kan utvecklas ganska snabbt till något som inte längre ser ut som en klar, ljus ring. Därför kan de faktiskt vara ganska vanliga för att slå samman galaxer, men de "håller" bara så kort tid att vi inte ser dem i så många galaxer. "
Den analysteknik som använts av teamet kan tillämpas på andra galaxer för att lösa formationsstrukturer som tidigare döljts av damm och ge mer information om hur våldsamma händelser förändrar bildandet av elliptiska galaxer.
”Potentiellt kan tekniken tillämpas på varje relativt närliggande galax som har framträdande dammegenskaper. Sådana mål kan vara M31, M83, M51, Fornax A eller något liknande stort, ljust, damminnehållande galax. På grund av geometriska skäl var Centaurus A ett mycket lämpligt mål för att tillämpa metoden. Det kommer att vara mer utmanande när det gäller till exempel normala spiralgalaxier. Men vi har redan experimenterat med sådana galaxer och känner oss positiva till de möjligheter de ger, säger Dr Kainulainen.
Den slående bilden av Centaurus A: s ring av stjärnbildningen var ett något överraskande resultat av den bildbild som astronomerna tog av galaxen, även om det fanns antydningar från bilder som tagits av andra teleskoper att stellformationen fanns i den dolda, dammiga kärnan.
Dr. Kainulainen sa: ”Det var mycket förvånande att strukturen innehöll så mycket stjärnor och stjärnbildande aktivitet och att vi kunde avslöja den i så stor detalj. Det förväntades emellertid att en struktur av denna typ existerar där och innehåller åtminstone viss stjärnbildning. Detta visade sig till exempel från de tidigare Spitzer-bilderna. Men när jag först såg vårt resultat, "The Naked Picture of Centaurus A", på min datorskärm, var det verkligen en stor WOW-känsla! "
Ytterligare observationer av Centaurus A är definitivt för att ytterligare utforska strukturen hos den stellar ringen och gravitationsdynamiken som möjliggjorde dess bildning.
”Våra planer inkluderar observationer med Very Large Telescope (European Southern Observatory) och Hubble Space Telescope. I det arbetet kommer informationen vi fick om dammfältet i vårt publicerade brev att spela en viktig roll. De planerade observationerna syftar särskilt till att bestämma hur länge och i vilken storlek strukturen har bildat stjärnor tidigare. Sådan information hjälper till att förstå galaxföreningsprocessen, som inte är en ovanlig händelse i universum.
Dr. Kainulainen och hans team publicerade sina resultat i ett brev till Astronomy & Astrophysics, publicerat online 2 juli 2009. Hela texten till brevet finns här.
Källa: ESO, Astronomy and Astrophysics, e-intervju med Jouni Kainulainen
