Malströmsgalaxen (M51 eller NGC 5194) här pågar stor stjärnbildning

 

Heta stjärnor bildas i några av de kallaste områdena i universum oftast i stora moln av gas och stoft som sträcker sig genom hela galaxer. För att undersöka de tidiga faserna av stjärnbildning när gas gradvis kondenseras för att så småningom bilda stjärnor måste vi först identifiera dessa områden, beskriver Sophia Stuber, doktorand vid MPIA i Heidelberg och huvudförfattare till en forskningsartikel (se nedan).

För detta ändamål mäts vanligtvis strålningen som avges av specifika molekyler som är särskilt rikligt förekommande i dessa extremt kalla och gastäta zoner. Astronomer mäter i allmänhet halten av molekyler som HCN (vätecyanid; även känt som blåsyra) och N2H+ (diazenylium) för detta ändamål. Tack vare det storskaliga observationsprogrammet SWAN (Surveying the Whirlpool at Arcseconds with NOEMA) har forskarna nu kunnat göra dessa mätningar över ett stort område i en annan galax och inte varit begränsade till mätningar i Vintergatan. SWAN-teamet använder NOEMA (Northern Extended Millimeter Array), en radiointerferometer som finns i de franska alperna för att studera fördelningen av strålning från flera molekyler inom de centrala 20 000 ljusåren inom Malströmsgalaxen (Messier 51). De 214 timmar av observationer i  programmet  kompletterades med ytterligare cirka 70 timmars observationer från en annan kartläggning gjorda av ett 30-meters teleskop i södra Spanien.

En av ledarna i SWAN-projektet är professor Frank Bigiel från Argelanderinstitutet för astronomi vid universitetet i Bonn. Han påtalar att ”spektrallinjerna för de olika molekylerna gör att vi kan dra mycket specifika slutsatser om gasens fysikaliska egenskaper, till exempel dess densitet. Detta gör det möjligt för oss att göra en detaljerad studie av vilka förhållanden i det interstellära mediet som bidrar till stjärnbildning i galaxer. För första gången är vi nu i en position där vi kan undersöka stora delar av en galax och med en högre upplösning än någonsin tidigare, så vi kan skilja mellan enskilda stjärnbildningsområden”.

Då Malströmsgalaxen bara ligger 28 miljoner ljusår bort är det möjligt att studera egenskaper hos enskilda gasmoln i så olika områden, som galaxens  centrum och dess spiralarmar.

Medan intensiteten i strålningen som avges av vätecyanid och diazenylium längs med spiralarmarna eller i galaxens centrum har astronomerna funnit en markant skillnad i galaxens centrala region, där ljusstyrkan som avges av vätecyanid är mycket mer signifikant. Med andra ord verkar det finnas en mekanism som gör att vätecyaniden lyser starkare här än i spiralarmarna en skillnad som inte kan ses från diazenylium. Forskarlaget misstänker att anledningen till detta fenomen kan finnas i Malströmsgalaxens aktiva galaxkärna, en högenergirik zon som omger det massiva svarta hålet i dess centrum. Innan gasen faller in i det svarta hålet trycks den in i en skivform, accelereras till höga hastigheter och värms upp till tusentals grader Celsius genom friktion. Detta gör att den avger intensiv strålning vilket kan förklara en del av den extra strålningen från vätecyanidmolekylerna. Men vi behöver fortfarande undersöka i detalj vad som får de två gaserna att  bete sig olika, tillägger Eva Schinnerer, forskargruppschef vid MPIA och en av ledarna för SWAN-projektet.

Forskningsartikeln är skriven av Sophia K. Stuber, Jerome Pety, Eva Schinnerer, et al., "Kartläggning av virveln vid Arcseconds med NOEMA (SWAN). I. Kartläggning av HCN- och N2H+ 3mm-linjerna", och publicerad i Astronomy & Astrophysics (2023). DOI: 10.1051/0004-6361/202348205

Bild vikipedia Malströmsgalaxen. Bilden är tagen av Rymdteleskopet Hubble år 2001

Se spiralgalaxen Malströmmen i skilda våglängder från NASA.

Whirlpool Galaxy eller som den heter på svenska Malströmsgalaxen, M51 eller NGC 5194 är en spiralgalax betecknad SC (stavgalax) belägen i stjärnbilden Jakthundarna. Stavgalaxer  karakteriseras av ett öppet spiralarmsmönster med en liten centralregion. Avståndet till M51  är mellan 25 och 45 miljoner ljusår. Diametern på den är 65 000 ljusår och dess ålder beräknas till cirka 10 miljarder år.


Tre nyligen gjorda observatorier avslöjar M51 som en galax med stora stjärnbildningsprocesser och där en stjärna just nu ses hålla på med att avsluta sitt liv. Detta kan ses i en ny video från Space Telescope Science Institute. Institutet har  använt rymdteleskopet bland annat Hubbleteleskopet.


Filmen visar galaxen under skilda slag av våglängdsobservationer. I synligt ljus (Hubble), infrarött ljus (Spitzer Space Telescope) och röntgen (Chandra X-Ray Observatory). Filmen visar därmed olika våglängder av den övergripande strukturen av galaxen.


Bild från 2005 från Hubbleteleskopet som visar detaljer av damm vid kärnan av M51.
Fantasieggande bild anser jag.

Malströmsgalaxen M51, här har oförklarligt starka röntgenstrålningskällor hittats

Ca 25-45 miljoner ljusår bort finns malströmsgalaxen M51 hur den ser ut ses på bilden ovan.

I denna galax finns mycket starka röntgenkällor vilka inte kommer från svarta hål eller andra starka källor som neutronstjärnor vilket ofta i andra fall är källan när strålningen inte visar stryka av detta slag. Just styrkans storhet får forskare att misstänka att det inte är så här om nu inte något ovanligt sker här.

Vad som ger dessa starka källors energiproduktion är därför okänt. Teorier finns om att de likväl är neutronstjärnor med vissa förhållanden av ovanligt stark magnetism  som kan resultera teoretiskt i att dessa källor ska ha kunnat uppstå. Men ingen vet säkert vad som sker i galaxen.

Lite om detta och upptäckten av fenomenet upptäckt från bland annat Chandrateleskopet kan studeras kortfattat i medföljande artikels diskussion.