Źródło zdjęcia: Chandra
Nowe zdjęcie wykonane przez Obserwatorium Rentgenowskie Chandra dostarczyło jeden z najlepszych widoków dwóch galaktyk podobnych do naszej Drogi Mlecznej w trakcie zderzenia. Wszystkie galaktyki, w tym nasza, przeszły już w przeszłości przez takie fuzje, więc ten obraz pomaga astronomom zrozumieć, jak wyglądał wszechświat dzisiaj. Galaktyki rozpoczęły powolne zderzenie 10 milionów lat temu i już stworzyły regiony intensywnego formowania się gwiazd i mogą ostatecznie stworzyć supermasywną czarną dziurę.
Obserwatorium rentgenowskie Chandra NASA zapewniło najlepszy jak dotąd obraz rentgenowski dwóch galaktyk podobnych do Drogi Mlecznej w trakcie zderzenia czołowego. Ponieważ wszystkie galaktyki - w tym nasza - mogły ulec fuzji, daje to wgląd w to, jak wszechświat wyglądał tak jak dzisiaj.
Astronomowie uważają, że megapołączenie w galaktyce znanej jako Arp 220 spowodowało powstanie ogromnej liczby nowych gwiazd, wysłało fale uderzeniowe dudniące w przestrzeni międzygalaktycznej i może potencjalnie doprowadzić do powstania supermasywnej czarnej dziury w centrum nowego zlepka galaktyka. Dane Chandra sugerują również, że fuzja tych dwóch galaktyk rozpoczęła się zaledwie 10 milionów lat temu, krótko pod względem astronomicznym.
„Obserwacje Chandra pokazują, że rzeczy naprawdę się psują, gdy dwie galaktyki wpadają na siebie z pełną prędkością”, powiedział David Clements z Imperial College w Londynie, jeden z członków zespołu zaangażowanych w badanie. „To wydarzenie wpływa na wszystko, od tworzenia masywnych czarnych dziur po rozproszenie ciężkich pierwiastków we wszechświecie.”
Arp 220 jest uważany za prototyp umożliwiający zrozumienie warunków we wczesnym wszechświecie, kiedy masywne galaktyki i supermasywne czarne dziury powstały prawdopodobnie w wyniku licznych zderzeń galaktyk. W stosunkowo bliskiej odległości około 250 milionów lat świetlnych Arp 220 jest najbliższym przykładem galaktyki „ultra-świecącej”, która emituje tryliony razy tyle promieniowania, co nasze Słońce.
Zdjęcie Chandra pokazuje jasny centralny obszar w pasie świecącej chmury w kształcie klepsydry z gazem o wielkości wielu milionów stopni. Wybiegając z galaktyki z prędkością setek tysięcy mil na godzinę, super-nagrzany jak „superwind”, uważany za spowodowany eksplozją spowodowaną powstaniem setek milionów nowych gwiazd.
Dalej, na odległość 75 000 lat świetlnych, znajdują się gigantyczne płaty gorącego gazu, które mogą być galaktycznymi pozostałościami rzuconymi w przestrzeń międzygalaktyczną w wyniku wczesnego zderzenia. Nie wiadomo, czy płaty będą nadal rozszerzać się w kosmos, czy opadać w Arp 220.
Centrum Arp 220 jest szczególnie interesujące. Obserwacje Chandra pozwoliły astronomom wskazać źródło promieniowania rentgenowskiego w dokładnej lokalizacji jądra jednej z galaktyk sprzed fuzji. Inne słabsze źródło promieniowania rentgenowskiego w pobliżu może pokrywać się z jądrem drugiej pozostałości galaktyki. Moc wyjściowa promieniowania rentgenowskiego tych punktowych źródeł jest większa niż oczekiwano dla gwiazdowych czarnych dziur akrecyjnych od gwiazd towarzyszących. Autorzy sugerują, że źródła te mogą być spowodowane supermasywnymi czarnymi dziurami w centrach łączących się galaktyk.
Te dwa pozostałe źródła są stosunkowo słabe i dostarczają mocnych dowodów na poparcie teorii, że niezwykła jasność Arp 220 - około sto razy większa niż w naszej galaktyce Drogi Mlecznej - jest spowodowana szybkim tempem formowania się gwiazd, a nie aktywnością, supermasywna czarna dziura w centrum.
Jednak za kilkaset milionów lat ta równowaga sił może się zmienić. Dwie masywne czarne dziury mogą się połączyć, tworząc centralną supermasywną czarną dziurę. Ten nowy układ może spowodować, że znacznie więcej gazu spadnie do centralnej czarnej dziury, tworząc źródło energii równe lub większe od tego z powodu powstawania gwiazd.
„Niezwykła koncentracja źródeł promieniowania rentgenowskiego w samym centrum Arp 220 sugeruje, że moglibyśmy obserwować wczesne etapy tworzenia supermasywnej czarnej dziury i ostateczny wzrost mocy aktywnego jądra galaktycznego”, powiedział Jonathan McDowell z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, inny członek zespołu badającego Arp 220.
Do badań Clements i McDowell dołączyła międzynarodowa grupa naukowców ze Stanów Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii i Hiszpanii. Chandra obserwowała Arp 220 24 czerwca 2000 r. Przez około 56 000 sekund za pomocą przyrządu Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS).
ACIS został opracowany dla NASA przez Pennsylvania State University, University Park, PA i Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA. Marshall Space Flight Center NASA w Huntsville, Ala., Zarządza programem Chandra, a TRW, Inc., Redondo Beach, Kalifornia, jest głównym wykonawcą. Centrum rentgenowskie Chandra Smithsonian kontroluje naukę i operacje lotnicze z Cambridge w stanie Massachusetts.
