Galaktyki i kwazary połączone mostami materii

Historyczne fakty:

W 1966 roku, Halton Arp opublikował Atlas Osobliwych Galaktyk.

Atlas zawiera 338 galaktyk, z których każda jest dziwniejsza od poprzedniej. Po lewej jest kilka zn ich. Oczywiście, w Atlasie nie ma wszystkich dziwnych galaktyk. A samo pojęcie normalności w stosunku do galaktyk jest mało precyzyjne. Powiedzmy, że dziwaczne galaktyki Arpa trudno zakwalifikować w Diagramie Klasyfikacji Galaktyk Edwina Powella Hubble’a.

Pierwszym przypadkiem jest aktywna galaktyka NGC 4319, wydająca się być bardzo blisko kwazara Mrk 205 (nie uwzględnionego w katalogu).

W 1970 roku wybuchła sławna kontrowersja co do realności połączenia pomiędzy galaktyką NGC 4319 a kwazarem Mrk 205, spowodowana zdjęciem angielskiego astronoma amatora, dobrze znanego pod imieniem D. Strange, używającego teleskopu 50 cm wyposażonego w kamerę CCD.

Fotografia ukazała połączenie w postaci włókna, które zdawało się łączyć galaktykę z kwazarem. Jednakże przesunięcie ku czerwieni tych obiektów było niekompatybilne.

NGC 4319
Z = 0,006
Mrk 205
Z = 0,07

Bardziej niedawne zdjęcie, w wyższej rozdzielczości, wykonane przez HST, nie pokazuje tego mostu. Jednakże obróbka cyfrowa tej fotografii, wykonana przez różne osoby, potwierdza wynik otrzymane przez D. Strange.

Nie możemy więc przypisać tego zjawiska artefaktowi instrumentów, a ponieważ przetwarzanie cyfrowe jest inne dla różnych osób, nie możemy go również zwalić na samą obróbkę.

Więcej informacji znajduje się na stronie zadedykowanej NGC 4319.

Oto niektóre argumenty przeciwko istnieniu połączenia:

  1. Gdyby Mrk 205 był blisko NGC 4319, wówczas energia emitowana przez kwazar wzbudzałaby halo gazu w NGC 4319, i powinniśmy odnaleźć odpowiednie linie w analizie widmowej Mrk 205.

    Argument ten jest błędny z prostego powodu: Mrk 205 jest akretorem, więc włókno składa się z gazu wychodzącego z NGC 4319 i opadającego na Mrk 205, przez co gaz otacza kwazar i izoluje go niemal zupełnie od halo. Jedynym znaczącym zjawiskiem do zaobserwowania byłby efekt masera w gromadzącym się gazie w obecności emitowanego promieniowania (efekt kwantowy). I jest to dokładnie to, co się obserwuje, i co może wyjaśnić nie tylko niespójność przesunięcia ku czerwieni, ale również specyfikę analizy widmowej kwazara (efekt Creila proponowany przez Jacques Moret-Bailly).

  2. Absorpcja UV światła Mrk 205 przez halo galaktyki NGC 4319 dowodziłaby, że kwazar nie znajduje się wewnątrz halo NGC 4319.

    Nie ma dowodów aby stwierdzić, czy Mrk 205 znajduje się wewnątrz czy poza halo NGC 4319. W obu przypadkach, dla ziemskiego obserwatora, światło Mrk 205 będzie zniekształcone po przejściu przez całe halo lub jego część.

     

    Osłabienie światła Mrk 205. Źródło: J.N. Bahcall & al

    Dopóki nie wiemy, w jaki sposób światło jest zniekształcane, nie jesteśmy w stanie niczego wywnioskować. Jedyną metodą, aby to rozwiązać, byłoby powtórzenie, na konkretnych długościach fali, tego samego rodzaju pomiaru, który wykonał J.N. Bahcall & al, ale dla wszystkich trzech obiektów: galaktyki NGC 4319, mostu materii i kwazara Mrk 205. Z analizy wyników można by ostatecznie wyłonić rozwiązanie:

    1. Podobne zaburzenia wykazałyby, że Arp miał rację.
    2. Z drugiej strony, znaczący przeskok absorpcji pomiędzy obiektami definitywnie zaprzeczyłby tym twierdzeniom.

NGC 7603. Źródło nieznane

Kolejnym przykładem jest NGC 7603. Ta para oddziałujących galaktyk znajduje się w katalogu galaktyk osobliwych Haltona Arpa pod nazwą Arp 92.

Obie galaktyki nie mają ze sobą związku poza mostem materii, który zdaje się je łączyć.

Pierwsza z nich jest galaktyką spiralną o Z = 0,029.

Druga jest kwazarem o Z = 0,057.

Biorąc pod uwagę ich przesunięcia ku czerwieni, będące całkiem różne, ich oczywiste sąsiedztwo byłoby tylko zbiegiem okoliczności w ułożeniu wzdłuż osi patrzenia obserwatora.

NGC_7603 – Źródło: M. Lopez-Corredoira & Carlos M. Gutiérrez (astro_ph/0203466v227Mar2002)

Jednak całkiem niedawne obserwacje ujawniły obecność, wewnątrz mostu materii, dwóch kwazarów o absurdalnym przesunięciu ku czerwieni.

Obiekt 2: Z = 0,243

Obiekt 3: Z = 0,391

Most materii: Z = 0,03 (niezależenie od miejsc pomiaru)

Trudno jest twierdzić, że to ułożenie wszystkich tych obiektów jest przypadkowe. Prawdopodobieństwo takiego ułożenia jest rzędu 10-9.

Brak jest satysfakcjonującego wyjaśnienia tego zjawiska.

Po więcej informacji można się udać na dedykowaną stronę NGC 7603.

Kwintet Stefana. Źródło – NOAO.

Trzecim przykładem jest Kwintet Stefana (Arp 319). Jest to gromada pięciu galaktyk. Tabela poniżej przedstawia ich przesunięcia ku czerwieni.

GalaktykaPrzesunięcie (km/s)
NGC 73176646
NGC 7318A6663
NGC 7318B5749
NGC 73196710
NGC 7320791

Zauważamy na podstawie przesunięcia, że galaktyka NGC 7320 nie jest częścią gromady. Inne spostrzeżenia zdają się to potwierdzać:

  1. Jej kolor znacznie się różni od pozostałych galaktyk w gromadzie.
  2. W przeciwieństwie do pozostałych galaktyk, widać w niej aspekty granularności, zdające się wynikać z obecności mniej lub bardziej widocznych obiektów, resztek po supernowych, chmur plazmy, co wskazywałoby na jej bliskość.

Kwintet Stefana. Z lewej: HST. Pośrodku: Chandra (rentgen). Z prawej: Spitzer (podczerwień)

Jednak zaskakująca fotografia z HST, opublikowana przez NASA, rzuciła wątpliwość na założenie, że galaktyka ta nie należy do gromady.

  1. Istnieje most materii pomiędzy NGC 7318A+B a NGC 7319. Jest to normalne dla oddziałujących galaktyk o podobnym redszifcie.
  2. Jednakże istnieje również most materii pomiędzy NGC 7318A+B a NGC 7320. A to jest rażąco nienormalne.

Mosty te zdają się być materią przemieszczającą się pomiędzy galaktykami. Miejsca kolizji są jednocześnie żłobkami gwiazd.

W obu przypadkach mosty mają strukturę włókien. To potwierdza przepływ materii.

9 lipca 2000 roku Obserwatorium Chandra wykonało zdjęcie rentgenowskie Kwintetu Stefana. Strefy promieniowania rentgenowskiego odpowiadają mostom materii, widzianym w świetle widzialnym na zdjęciu z HST.

Pod koniec 2004 roku, Teleskop Kosmiczny Spitzer zaoferował nam zdjęcie Kwintetu Stefana w podczerwieni. Na nim również bardzo wyraźnie widać mosty materii, odpowiadające tym widocznym w świetle widzialnym i w promieniach rentgena. Bardzo trudno jest zatem dalej twierdzić, że galaktyka NGC 7320 nie należy do gromady Kwintetu Stefana.

Nienaturalne przesunięcie ku czerwieni oraz kolor NGC 7320 można wiązać z opadaniem plazmy na tą galaktykę, co w obecności emitowanego promieniowania prowadziłoby do efektów kwantowych (Efekt Masera).

Oto czwarty i ostatni przykład, który omówimy. 9 września 2004 roku opublikowano dokument napisany przez Pasquale Galianni, E. M. Burbidge, H. Arp, V. Junkkarinen, G. Burbidge oraz Stefano Zibetti, zatytułowany Odkrycie kwazara o wysokiej emisji przesuniętych ku czerwieni promieni rentgena bardzo blisko jądra NGC 7319. Artykuł dotyczył galaktyki NGC 7319, będącej w Kwitnecie Stefana.

NGC 7319. Źródło: Pasquale Galianni

Blisko centrum tej galaktyki i najwyraźniej przed nią, odkryto kwazar (wskazany strzałką na dole). Kwazar ten znajduje się na końcu dżetu materii, zdajacego się wychodzić z jądra galaktyki.

Redszift galaktyki: 0,022

Redszift kwazara: 2,114

Na zdjęciu poniżej mona również zauważyć, że kwazar wyraźnie oddziałuje z otaczającą go materią galaktyki.

Źródło: Jane C. Charlton (Penn State) et al., HST, ESA, NASA

Więcej informacji znajduje się na stronie New Culinary Recipe to Make a Quasar.

Wnioski

Wszystkie te obserwacje silnie wskazują, że niektóre aspekty przesunięcia ku czerwieni, uważane za kosmologiczne, nie mają źródła lub powiązania w rozszerzaniu się Wszechświata. Efekt Creila, zastosowany do kwazarów, może dać racjonalne i proste wytłumaczenie tego zjawiska.

Dokumenty:

Catalogue of Discordant Redshift Associations” – Halton Arp (Redaktor : Apeiron).

Strona internetowa Haltona Arpa.

NGC 4319

  1. Hubble Heritage Supplemental NGC 4319 and Mrk 205 by Roger Knacke (Penn State Erie).
  2. NGC 4319 and MK 205 – Galaxies in Draco. An Example of the possible Quasar Red Shift Controversy.
  3. Galaxies and the Universe – Alternate Approaches and the Redshift Controversy (William C. Keel).

NGC 7603

  1. Anomalous redshift companion galaxies: NGC 7603 – N.A. Sharp.
  2. Strong spectral variability in NGC 7603 over 20 years – W. Kollatschny, K. Bischoff & M. Dietrich. (PDF file, 975 KB)
  3. Two emission line objects with z > 0.2 in the optical filament apparently connecting the Seyfert galaxy NGC 7603 to its companion – M. Lopez-Corredoira & Carlos M. Guttiérrez.
  4. The evolution of superbubbles and the detection of Lya in star-forming galaxies. – Guillermo Tenorio-Tagle, Sergey A. Silich, Daniel Kunth, Elena Terlevich and Roberto Terlevich
  5. Catalogue of „Peculiar Galaxies” – Halton Arp.
  6. The dedicated page of the Halton Arp site
  7. The Discovery of a High Redshift X-Ray Emitting QSO Very Close to the Nucleus of NGC 7319.

The double radio source 3C343.1: A galaxy-QSO pair with very different redshifts – H. Arp, E.M. & G. Burbidge.


Autor: Bernard Lempel

Przetłumaczono z: Galaxies and Quasars linked by a bridge of matter

Przetłumaczył: Łukasz Buczyński

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.