Centaurus A (NGC 5128) er et af de mest studerede objekter på den sydlige himmel, fordi det er den kæmpe elliptiske galakse, der er tættest på vores egen Mælkevej. Den ligger 11 millioner lysår væk fra Mælkevejen og antages at have fusioneret med en anden gasformet galakse for omkring 200 til 700 millioner år siden. Resultatet af denne galaktiske mashup: fødslen af hundreder af tusinder af stjerner i en kiloparsec-spændende ring nær kernen.
Dette er første gang, at den indre struktur i galaksen er løst i en sådan detalje. Ved hjælp af SOFI stort felt Infra-Red (1-2,5 mikron) spektrobilleder ved ESOs nye teknologiteleskop kunne et forskerteam ledet af Jouni Kainulainen fra Helsinki University og Max Planck Institute for Astronomy forestille sig en stor ring af stjerner, der har dannet sig - og stadig fortsætter med at dannes - nær centrum af galaksen. De lyseste kilder i ringen er røde supergiganter eller lavmasse-stjerneklynger.
”Det er vigtigt at bemærke, at det ikke er afgørende instrumentet (teleskopet eller det instrument, der er knyttet til det), der gør det muligt for os at se gennem støv, men dataanalyseteknikken, der bruges til at analysere de billeder, der er taget med det. Naturligvis spiller instrumentet en stor rolle i en forstand, at der er behov for tilstrækkelige billeder af høj kvalitet til at udføre analysen, ”sagde Dr. Kainulainen i en e-mail-samtale.
”Der er en grundlæggende forskel mellem de billeder, vi bruger i vores papir og Spitzer-billederne: bølgelængden, som billederne dækker. På de billeder, vi brugte i vores arbejde, viser støvbanen i Centaurus A sig selv som "en skygge", eller mere præcist, som en absorptionsfunktion (bølgelængden er 1-2 mikrometer). Spitzer-billederne repræsenterer noget længere bølgelængder og viser den stråling, der udsendes af selve støvet. Som et konkret eksempel viser det mest berømte Spitzer-billede af Centaurus A ... en parallelogramlignende struktur, men billedet beskriver stråling hovedsageligt fra støv, ikke fra stjerner, ”sagde han.
Der er en stor, S- eller stangformet støvbane lige gennem midten af Centaurus A, som skjuver observationer i det synlige lysspektrum. Som vist på billedet nedenfor er ringestrukturen for stjernedannelse skjult af støv, men synlig i det næsten infrarøde.
Centaurus A antages at have et supermassivt sort hul, der har massen på 200 millioner soler i kernen, hvilket er beviset af radioemissionerne, der strømmer ud fra galaksen. Tidligere billeder af galaksen fra Spitzer-rumteleskopet, ESAs Infrarøde rumobservatorium og Hubble-rumteleskopet afslørede nogle aspekter af galakseens struktur. De infrarøde øjne af Spitzer kiggede halvvejs gennem støvet for at vise et skævt parallelogram, hvis årsag er gravitationsforstyrrelsen forårsaget af fusionen af Centaurus A med en mindre spiral galakse.
Tilstedeværelsen af ringe som den, der ses i Centaurus A, er sandsynligvis ikke almindelig blandt andre elliptiske galakser, men andre sådanne galakser vides at eksistere. Det er muligt, at de kun er til stede i bestemte perioder af dannelsen af en elliptisk galakse, efter at den er fusioneret med en anden galakse.
Dr. Kainulainen kommenterede denne mulighed: ”Man skal overveje, at det er sandsynligvis tidskritisk at se så lys ringstruktur. Det antages, at ringene er fremkaldt af "en voldelig begivenhed" med sammenlægning af galakser, og de kan muligvis udvikle sig ret hurtigt til noget, der ikke længere ligner en klar, lys ring. Derfor kan de faktisk være ret almindelige for sammenlægning af galakser, men de "varer" kun så kort tid, at vi ikke ser dem i så mange galakser. ”
Analyseteknikken anvendt af teamet kunne anvendes til andre galakser for at løse formationsstrukturer, der tidligere var skjult af støv, og give mere information om, hvordan voldelige begivenheder ændrer dannelsen af elliptiske galakser.
”Potentielt kan teknikken anvendes til enhver relativt nærliggende galakse, der viser fremtrædende støvegenskaber. Sådanne mål kan være M31, M83, M51, Fornax A eller enhver lignende stor, lys, støvholdig galakse. På grund af geometriske årsager var Centaurus A et meget passende mål til anvendelse af metoden. Det vil være mere udfordrende i tilfælde af for eksempel normale spiralgalakser. Vi har imidlertid allerede eksperimenteret med sådanne galakser og føler os positive over for de muligheder, de giver, ”sagde Dr. Kainulainen.
Det slående billede af Centaurus A's ring af stjernedannelse var et noget overraskende resultat af billeddannelsen, som astronomerne tog af galaksen, skønt der var antydninger fra billeder taget af andre teleskoper om, at stjernedannelse var til stede i den skjulte, støvede kerne.
Dr. Kainulainen sagde, ”Det var meget overraskende, at strukturen indeholdt så meget stjerner og stjernedannende aktivitet, og at vi kunne afsløre det i så stor detalje. Imidlertid forventedes det, at der findes en struktur af denne art der og mindst indeholder en vis stjerne-dannelse. Dette var for eksempel tydeligt fra de tidligere Spitzer-billeder. Men da jeg første gang så vores resultat, ”Det nakne billede af Centaurus A”, på min computerskærm, var det virkelig en stor WOW-følelse! ”
Yderligere iagttagelser af Centaurus A er bestemt for yderligere at udforske strukturen i stjernernes ring og gravitationsdynamikken, der muliggjorde dens dannelse.
”Vores planer inkluderer observationer med Very Large Telescope (European Southern Observatory) og Hubble Space Telescope. I dette arbejde vil de oplysninger, vi fik om støvbanen i vores udgivne brev, spille en betydelig rolle. De planlagte observationer sigter især mod at bestemme, hvor længe og i hvilken størrelse strukturen har dannet stjerner i fortiden. Sådan information vil hjælpe med at forstå galakse-fusionering, som ikke er en usædvanlig begivenhed i universet.
Dr. Kainulainen og hans team offentliggjorde deres resultater i et brev til Astronomy & Astrophysics, offentliggjort online 2. juli 2009. Den fulde tekst til brevet er tilgængelig her.
Kilde: ESO, Astronomy and Astrophysics, e-mail-interview med Jouni Kainulainen
