Novinky
Na čem pracujeme: Souvislost oblaků CO s obálkami HI v Mléčné dráze
Galaxie je plná plynu. Mezihvězdné prostředí však není homogenní, je plné struktur s rozměry menšími než parsek až po rozměry kiloparsekové. Velké struktury byly objeveny jako první a patří mezi ně i obálky neutrálního vodíku (HI obálky), na jejichž katalogizaci v minulosti pracovali i vědci z ASU. Nyní se však Soňa Ehlerová a Jan Palouš věnovali výzkumu souvislosti těchto HI obálek s jinými strukturami mezihvězdné hmoty, s nakupeními oxidu uhelnatého, a hledali příčinnou souvislost.
Již od jejich objevu vědci spekulují, že HI obálky jsou důsledky energetických projevů spojených s hvězdným vývojem – s masivními hvězdnými větry nebo s výbuchy supernov. Některé z těchto obálek jsou však tak velké, že jejich vznik by vyžadoval energii, kterou by mohla dodat jen hvězdokupa mladých hvězd, např. OB asociace. Dokázat tuto domněnku není jednoduché, neboť věk některých HI obálek je jistě větší než je životnost takové OB asociace. Hvězdy, které daly za vznik okolité obálce, již tedy v jejím středu nenajdeme.
HI obálky jsou důležité i z jiných důvodů – jejich tvar je často ovlivněn gradientem tlaku okolního prostředí, mohou být tedy velmi protažené, pak se označují jako „červi“. Pokud se okraj červa dostane mimo disk, proudí z něj horký plyn nad nebo pod disk. Odborníci pak mluví o „komínech“. A právě jimi může z disku galaxie unikat množství horkého plynu, obsahujícího např. i těžké prvky vytvořené hvězdami v OB asociaci. Prostřednictvím takových obálek pak OB hvězdy své okolí obohacují o těžší prvky a jsou důležitou součástí chemického vývoje galaxií.
Odborníci se však domnívají, že na okraji obálky (na její stěně) přirozeně vzniká oblast zvýšené hustoty mezihvězdného materiálu, v níž by mohly vznikat oblasti nové tvorby hvězd. Jedním z indikátorů tvorby hvězd je přítomnost molekuly oxidu uhelnatého CO. Pokud tedy platí výše zmíněná hypotéza, očekávali bychom, že na stěny HI obálek budou oblastmi se statisticky zvýšeným výskytem molekuly CO, tedy CO zhustky. Cílem Soni Ehlerové a Jana Palouše bylo tuto hypotézu ověřit.
K dispozici měli pozorování neutrálního vodíku z přehlídky Leiden/Argentina/Bonn a mapu CO, jež sice nepokrývá celou oblohu, ale rozhodující partie Mléčné dráhy ano. Dále využívali svůj starší katalog HI obálek, jež byly v mapě neutrálního vodíku vyhledávány zcela automaticky objektivním algoritmem.
Po potvrzení hypotézy autoři měřili vzájemné vzdálenosti zhustků CO od obálek HI. Metrika byla nastavena tak, aby tato relativní vzdálenost nabývala hodnotu blízkou 0, pokud se CO zhustek nachází na stěně HI obálky, byla záporná, pokud se oblak CO nachází uvnitř HI obálky, a kladná, pokud leží vně HI obálky. Autoři podle hodnoty relativní vzdálenosti rozlišují sedm různých skupin vzájemných vztahů. Statistická analýza pak ukazuje, že ve studovaných datech je nejzastoupenější relativní vzdálenost oblaků CO od obálek HI kolem 0. Tato skutečnost ale právě statisticky podpořuje studovanou hypotézu. CO zhustky, coby indikátory nové tvorby hvězd, se skutečně nejčastěji nacházejí na hranicích obálek neutrálního vodíku. Naprosté minimum zhustků CO se nachází uvnitř HI obálek a ty, které zde přecejen detekujeme, mají jiné vlastnosti, jsou např. menší a mají nižší teplotu. Studie navíc ukazuje, že zastoupení CO je v oblastech obálek až o 20 % více než v prostředí, kde se obálky nenacházejí. Obálky tedy jistě stimulují tvorbu nových hvězd. Naproti tomu lze v Galaxii najít mnoho CO zhustků, jež s HI obálkami nesouvisejí. Tyto oblasti potenciální tvorby hvězd byly tedy zažehnuty jinak než šířící se rázovou vlnou v obálkách kolem mladých hvězdokup.
Michal Švanda
Citace práce
Ehlerová, S., Palouš, J., Correlation of HI shells and CO clumps in the outer Milky Way, Astronomy&Astrophysics v tisku, preprint arXiv:1512.07047
Kontakt: RNDr. Soňa Ehlerová, Ph.D., sona.ehlerova@asu.cas.cz