Atverstas naujas galaktikų praeities tyrimų puslapis: FTMC astrofizikai reikšmingai prisidėjo prie tarptautinio tyrimo
Tarptautinė mokslininkų komanda, kuriai priklauso Fizinių ir technologijos mokslų centro (FTMC) astrofizikai dr. Kastytis Zubovas bei dr. Matas Tartėnas, atskleidė naują milijonų metų aktyvios galaktikos istorijos paveikslą. Analizuodami NGC 1068, vieną artimiausių mums aktyvių galaktikų, mokslininkai nustatė, kaip jos centre išlaisvinama energija perduodama visos galaktikos dujoms ir kaip šis procesas keitėsi per pastaruosius kelis milijonus metų. Tyrimo rezultatai publikuoti prestižiniame moksliniame žurnale „Astronomy & Astrophysics“.
„NGC 1068 nuo mūsų skiria apie 11 megaparsekų – 14 kartų daugiau, nei iki Andromedos“, – pasakoja tyrimo bendraautorius, FTMC Fundamentinių tyrimų skyriaus mokslininkas dr. K. Zubovas. – „Astronomų dėmesio ji sulaukia dažnai. Tam yra dvi priežastys: pasisukimas „veidu“ į mus, kuris leidžia matyti tiek pakraščius, tiek centrą, ir centre esantis aktyvus branduolys – supermasyvi juodoji skylė, sparčiai ryjanti dujas. Įkaitusios šios skleidžia milžiniškus energijos kiekius, kurie išpučia dujų tėkmes ir gali paveikti visos galaktikos raidą.“
Mokslininkas priduria, kad tokios dujų tėkmės stebimos daugelyje galaktikų, tačiau NGC 1068 yra artimiausia iš jų, tad ir stebėjimų duomenų kokybė išskirtinai aukšta. Deja, vien detalių stebėjimų nepakanka: didelę dalį tėkmės dujų gali slėpti stori dulkių sluoksniai, todėl jas sudėtinga aptikti. Tarptautinė astronomų komanda, kuriai vadovavo dr. Cosimo Marconcini iš Florencijos universiteto, siekdami gauti geresnį tėkmės sandaros vaizdą, pasitelkė „James Webb“ kosminiu teleskopu atliktus stebėjimus infraraudonųjų spindulių ruože bei regimųjų ir milimetrinių bangų duomenis, surinktus Čilėje įrengtais teleskopais VLT ir ALMA.
Infraraudonieji stebėjimai buvo ypatingai svarbūs, nes galaktikoje esančios dulkės šias bangas sugeria ne taip efektyviai, todėl jos atskleidžia tikslesnį dujų pasiskirstymo paveikslą. Stebėjimai plačiame spektro ruože leido aptikti kelias dešimtis spektro linijų, kurias skleidžia dviejų tipų šaltiniai: šaltos dujos, sudarytos iš vandenilio, anglies monoksido ir kitų molekulių, bei karštos jonizuotos dujos – nuo jų atomų nuplėšti vienas ar keli elektronai. Linijų intensyvumo santykiai padeda nustatyti, kokie procesai jonizavo dujas; taip autoriai parodė, kad už jonizaciją atsakingas aktyvus galaktikos branduolys, o ne jaunų žvaigždžių spinduliuotė, tad ir tėkmės beveik neabejotinai yra branduolio aktyvumo sukelti procesai.
„Aukšta erdvinė teleskopų vaizdo skyra leido nustatyti, kur išsidėsčiusios dujos bei kokiu greičiu jos juda būdamos skirtingu atstumu nuo galaktikos centro. Jau anksčiau žinoma NGC 1068 tėkmė atsiskleidė naujomis detalėmis. Nustatyta, kad jos greitis siekia 2000 km/s – kelis kartus daugiau, nei greitis, reikalingas pabėgti iš galaktikos gravitacinio lauko. Taigi šios dujos, kurių bendra masė siekia milijonus Saulės masių, negrįžtamai palieka galaktiką. Dujų greitis nėra visur vienodas: tolstant nuo centro, jis iš pradžių auga, vėliau, maždaug 150–400 parsekų atstumu, mažėja, o tada vėl pradeda augti“, – sako K. Zubovas.
Judėjimo kitimo paaiškinimui pasitelktas FTMC astrofizikų sukurtas skaitmeninis modelis MAGNOFIT. Ši programa skirta būtent tokioms sistemoms – galaktinėms tėkmėms, plintančioms šimtų parsekų ir didesniais masteliais – analizuoti. Modelis parodė, kad NGC 1068, 150–400 parsekų atstumu nuo centro, greičiausiai yra tankesnių dujų sritis, kuri pristabdo judančią tėkmę. Praėjusios šį sutankėjimą, dujos gali toliau greitėti.
„Mūsų modelyje nustatytas dujų sutankėjimas erdviškai gerai sutampa su šaltų molekulinių dujų spinduliuotės intensyvumo piku, stebimu šioje galaktikoje“, – komentuoja tyrimo bendraautorius dr. M. Tartėnas. – „Tokia dermė, nenumatyta iš anksto, leidžia labiau pasitikėti modelio rezultatais.“
Detalesnė dujų pasiskirstymo analizė parodė, kad bendra tėkmės masė šimtus, o energija – dešimtis kartų viršija vertes, gautas ankstesniuose darbuose. Pagal šį, atnaujintą, įvertinimą, tėkmė gali turėti reikšmingos įtakos visai galaktikos raidai – išstumdama dujas, stabdyti naujų žvaigždžių formavimąsi.
„Erdviškai išskirti galaktikų ir jose plintančių tėkmių stebėjimai atveria naują galaktikų raidos tyrimų puslapį, o mūsų mokslinės grupės FTMC kuriami teoriniai ir skaitmeniniai modeliai padeda šiuos duomenis interpretuoti, taip gilinant supratimą apie galaktikas valdančius procesus“, – teigia K. Zubovas.
FTMC astrofizikų tyrimai atlikti vykdant projektą „Daugiafazių galaktinių tėkmių kilmė, raida ir įtaka“, kurį finansuoja Lietuvos mokslo taryba, sutarties Nr. S-MIP-24-100.
FTMC informacija