Novinky

Na čem pracujeme: Hledání optického protějšku vodíkového oblaku AGESVC1 282

Rhys Taylor z ASU se podílel na studii zvláštního objektu AGESVC1 282, jehož vlastnosti by mohly odpovídat hledanému typu tzv. temných galaxií. Autoři v práci pořídili dlouhoexpoziční snímek tohoto objektu v optickém oboru a na základě stanovení hranice pro optickou svítivost usuzují, o jaký typ objektu by mohlo jít.  

O kosmických objektech se obvykle dozvídáme nejvíce, máme-li k dispozici pozorování těchto objektů v různých spektrálních oborech. Roztodivné fyzikální procesy, které mohou přicházet v úvahu, se v různých oblastech spektra projevují odlišně a tak pokrytím širší oblasti zvyšujeme pravděpodobnost kompletnějšího popisu.

Některé kosmické útvary ovšem tomuto příliš nenapomáhají svojí podstatou. V prohlídce AGES prováděné v rádiové oblasti spektra radioteleskopem Arecibo v Portoriku byla mapována oblast kupy galaxií v Panně. Některé z objektů zde jasně viditelné ve spektrální čáře neutrálního vodíku ovšem neměly v optických pozorováních žádné zjevné protějšky. A tím jsou právě zajímavé. Mohlo by se totiž jednat o exempláře tzv. temných galaxií.

Temné galaxie jsou hypotetické objekty tvořené především temnou hmotou, ale obsahující jen velmi málo nebo žádné hvězdy. Vědci po těchto útvarech velmi intenzivně pátrají. Jedním z důvodů, proč tak činí, je například to, že v kosmologických simulacích řešených na základě současné kosmologické teorie vznikají galaxie obklopené značným množstvím malých satelitů, které však nejsou reálně pozorovány. Pokud je teorie správná, musí satelity být temnými galaxiemi. Abychom měli šanci temnou galaxii detekovat v optickém oboru, je třeba pořídit její snímek s velmi dlouhou expoziční dobou. K tomu ovšem musíme vědět, na jaké místo oblohy máme dalekohled zamířit. V případě představovaného článku se autoři zaměřili na jednoho slibného kandidáta na temnou galaxii nalezeného zmíněnou radiovou přehlídkou kupy v Panně.

Rhys Taylor se tmavými útvary složenými převážně z neutrálního vodíku v přehlídce AGES velmi intenzivně zabýval již v minulosti. Ukazoval, že jejich vlastnosti neodpovídají žádnému z uvažovaných modelů. Nezdá se, že by mohlo jít o vytržené mlhoviny vzniklé v důsledku slapového působení ostatních členů kupy a zrovna tak se nejspíše nejedná o plyn vyfoukaný z galaxie náporovým tlakem během jejího pohybu prostředím galaktické kupy. Tentokrát spojit svoje síly s dalšími odborníky, mimo jiné Michalem Bílkem, bývalým pracovníkem ASU, který nyní pracuje pro Univerzitu ve Štrasburku, a společně se velmi detailně věnovali jednomu konkrétnímu zástupci přehlídky AGES.

AGESVC1 282 je útvarem neutrálního vodíku patřícího do galaktické kupy Virgo nacházející se ve vzdálenosti 23 Mpc. Hmotnost vodíku v tomto objektu byla odhadnuta na asi 44 milionů hmotnosti Slunce. Z rádiových map pořízených teleskopem Arecibo vyplývá, že zdánlivý rozměr tohoto objektu je jistě mezi 10“ a 105“. Tento cíl, přesněji místo na obloze, kde se nalézá, byl 17. a 18. dubna 2020 mapován v optické oblasti 1,4metrovým Milankovićovým dalekohledem. Přístroj pořizoval sérii snímků ve filtru L s celkovou expoziční dobou 10,4 h. Ze série snímků vznikl po pečlivém zpracování nízkošumový složený snímek vhodný pro fotometrickou analýzu. Autoři na tomto snímku identifikovali 336 hvězd použitelných k měření jasnosti. Analýzou šumu ve snímku zjistili, že snímek by měl být schopný zachytit objekty s plošnou jasností 29 magnitud na čtverečnou obloukovou vteřinu. To je, pro srovnání, zhruba 1/600 přirozené zářivosti noční oblohy na nejtemnějších místech světa. Tento detekční limit autoři ještě ověřili nezávislou metodou, kdy do snímku uměle vkládali modely galaxií s různou povrchovou jasností.

Na snímku ovšem nebyl optický protějšek AGESVC1 282 zachycen. Z horní hranice plošné jasnosti vyplývá, že objekt AGESVC1 282 musí mít celkovou jasnost ve vizuálním oboru slabší než 19 magnitud a tedy že celková svítivost objektu nemůže přesahovat hodnotu 11 milionů slunečních svítivostí. Hmotnost plynu v objektu musí převyšovat hmotnost hvězd minimálně třikrát.

Bohužel, autoři článku pravou podstatu objektu neodhalili. Vlastnosti objektu neodpovídají žádné myslitelné fyzikální interpretaci. Téměř jistě nejde o důsledek slapového působení ani o náporovým tlakem vytržený plyn. Zřejmě nejde ani o zmagnetizovaný oblak mezigalaktického plazmatu. Údaje však nepřesvědčují ani o původu v temné nebo nízko-svítivé galaxii. Je tedy zřejmé, že na tuto otázku mohou poodhalit odpovědi až další pozorování a teoretické úvahy.

Michal Švanda

Citace práce

M. Bílek, …, R. Taylor, Deep optical imaging of the dark galaxy candidate AGESVC1 282, Astronomy & Astrophysics 642 (2020) L10, preprint arXiv:2009.11300

Kontakt: Dr. Rhys W. Taylor, PhD, rhysyt@gmail.com