Οι εντυπωσιακές ιδιότητες του πιο φωτεινού γαλαξία στο σύμπαν.

Στο κέντρο των περισσότερων γαλαξιών ζουν γιγαντιαία κρυμμένα "τέρατα" που ονομάζονται υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες. Όταν αέριο και σκόνη από τον γαλαξία πέφτουν προς αυτές, αρχίζει να περιστρέφονται απίστευτα γρήγορα, σχηματίζοντας έναν πολύ καυτό δίσκο που συχνά επισκιάζει τη φωτεινότητα ολόκληρου του γαλαξία. Αυτή τη φάση οι αστρονόμοι ονομάζουν ενεργό γαλαξιακό πυρήνα ή κβάζαρ.

Μεταξύ όλων των γαλαξιών με κβάζαρ στο Σύμπαν, ο W2246-0526 είναι ο πιο φωτεινός που έχει παρατηρηθεί ποτέ, καθώς λάμπει φωτεινότερα από 300 τρισεκατομμύρια ήλιους. Ο χρόνος που χρειάστηκε το φως για να φτάσει σε εμάς από αυτόν τον μακρινό γαλαξία με ερυθρή μετατόπιση 4,6 υποδηλώνει ότι τον παρατηρούμε όπως ήταν όταν το Σύμπαν είχε ηλικία μόλις 1,3 δισεκατομμυρίων ετών, ενώ σήμερα έχει ηλικία 13,7 δισεκατομμύρια έτη. Ο W2246-0526 δεν είναι επίσης απλώς ένα συμβατικό κβάζαρ: ο γαλαξίας που τον φιλοξενεί είναι ένας "Hot Dust Obscured Galaxy" (Hot DOG), δεδομένου ότι το μεγαλύτερο μέρος της εξαιρετικά υψηλής φωτεινότητάς του ακτινοβολείται από καυτή σκόνη που καλύπτει το κέντρο του.

Σε μια πρόσφατη δημοσίευση στο περιοδικό "Astronomy & Astrophysics", οι Roman Fernandez Aranda and Tanio Diaz Santos,  και οι δύο από το Ινστιτούτο Αστροφυσικής του ΙΤΕ στην Κρήτη, και οι συνεργάτες τους παρουσίασαν μια σειρά νέων παρατηρήσεων του W2246-0526 με το Atacama Large Sub/millimiter Array (ALMA). Οι παρατηρήσεις έγιναν σε επτά ζώνες του ALMA, συμπεριλαμβανομένων των δύσκολα παρατηρήσιμων ζωνών 9 και 10, συλλέγοντας φως από τις λαμπρότερες γραμμές εκπομπής αερίων χημικών στοιχείων στο μακρινό υπέρυθρο: [OI]63μm (η πρώτη ανίχνευση με το ALMA), [OIII]88μm, [NII]122μm, [OI]145μm, [CII]158μm, [NII]205μm, [CI]370μm και [CI]609μm. Στην εργασία τους, οι ερευνητές συνδύασαν αυτές τις παρατηρήσεις με μοντέλα μεταφοράς ακτινοβολίας και διαπίστωσαν ότι οι συνθήκες της μεσοαστρικής ύλης του γαλαξία πρέπει να είναι ακραίες: υψηλή πυκνότητα υδρογόνου και απορρόφηση φωτός, σε συνδυασμό με ακραίο ιονισμό και υψηλό λόγο ακτίνων Χ προς υπεριώδη ακτινοβολία. Επιπλέον, σε αυτή την εργασία υποστηρίζουν επίσης ότι η εκπομπή ακτίνων-Χ πρέπει όχι μόνο να είναι πολύ μεγάλη αλλά και να περιορίζεται στον πυρήνα του γαλαξία, με μεγάλες ποσότητες μοριακού αερίου να βρίσκονται μακριά από το κέντρο, ώστε να μπορούν να επιβιώσει.

Η εργασία αυτή ρίχνει φως στις ακραίες συνθήκες που μπορεί να βιώνουν οι γαλαξίες κατά τα πρώτα στάδια του Σύμπαντος, παρέχοντας κρίσιμες πληροφορίες για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο εξελίσσονται οι μακρινοί και νέοι γαλαξίες.

Άρθρο: “A benchmark for extreme conditions of the multiphase interstellar medium in the most luminous hot dust-obscured galaxy at z = 4.6”, R. Fernández Aranda, T. Díaz Santos et al.,  2024, A&A, 682, 166 – February 2024