Centrum naszej galaktyki Drogi Mlecznej. Kliknij, aby powiększyć
Astronomowie badają pobliskie „świecące galaktyki w podczerwieni”, aby uzyskać lepsze wyobrażenie o tym, jak mogą wyglądać bardzo odległe galaktyki. Niektóre z tych galaktyk są o 1/50 wielkości Drogi Mlecznej (2000 lat świetlnych średnicy), ale mają taką samą ilość gazu. Ten ciasno upakowany gaz powoduje prawie ciągłe powstawanie gwiazd i zasila supermasywne czarne dziury. Prawdopodobnie tak wyglądał wczesny Wszechświat.
Jeśli nie możesz podróżować do malowniczych piasków plaży Waikiki, zawsze możesz zrobić coś najlepszego i odwiedzić lokalny brzeg. Oba „gorące punkty” dostaną dużo słońca.
Astronomowie stosują podobną taktykę zwiedzania, badając pobliskie ekstremalne galaktyki zwane „świetlnymi galaktykami w podczerwieni”, aby dowiedzieć się o ich odległych odpowiednikach we wczesnym wszechświecie. Astronom Christine Wilson (Smithsonian Astrophysical Observatory / McMaster University) i jej koledzy odkryli zaskakujące podobieństwa między tymi ekstremalnymi galaktykami a ich przyziemnymi kuzynami, takimi jak Droga Mleczna.
„Galaktyki te są pod pewnymi względami niezwykłe, ale pod innymi są zaskakująco normalne” - powiedział Wilson. „Są jak gigantyczne sekwoje - wyglądają spektakularnie, ale wyrastają z tego samego brudu, co twój podstawowy krzew”.
Wilson przedstawiła dziś wyniki swojego zespołu na konferencji prasowej podczas 208. spotkania American Astronomical Society.
Lśniące i ultraluminiczne galaktyki w podczerwieni to wyspy gwiazd i pyłu, które emitują ogromną większość (90–99 procent) swojego światła przy długich długościach fal podczerwieni. Wszystkie znane przykłady pokazują dowody interakcji i połączeń galaktyk, które je pobudzają. Gaz i pył zderzają się razem w centrach tych galaktyk, podsycając ogromne wybuchy gwiazd lub zasilając gigantyczne centralne czarne dziury.
„Cała akcja w tych galaktykach odbywa się w ich centrach”, powiedział Wilson.
Podobne interakcje występowały znacznie częściej we wczesnym wszechświecie, gdy galaktyki znajdowały się bliżej siebie. Obserwacje wykryły wiele przykładów ekstremalnych galaktyk w odległości od 8 do 10 miliardów lat świetlnych. Przy tak dużych odległościach szczegółowe badania są trudne przy użyciu obecnych instrumentów, stąd zainteresowanie astronomów ich pobliskimi odpowiednikami.
W celu zbadania tych galaktycznych „gorących punktów” Wilson i jej koledzy zastosowali tablicę Submillimeter Array Smithsona. Wysoka rozdzielczość przestrzenna macierzy była kluczowa dla tego badania, umożliwiając zespołowi zbadanie centrów galaktycznych, w których zachodzi większość formowania się gwiazd.
„Niektóre z tych galaktyk mają tyle samo gazu, co Droga Mleczna zatłoczona w regionie o średnicy zaledwie 2000 lat świetlnych - jedna pięćdziesiąta (1/50) wielkości naszej Galaktyki” - wyjaśnił Wilson.
Około trzy czwarte czasu, że gaz zasila wybuchy formowania się gwiazd. W innych przypadkach gaz zasila gigantyczną czarną dziurę. Tak czy inaczej, w podczerwieni pompowana jest duża ilość energii.
Wilson i jej koledzy określili całkowitą ilość gazu i pyłu w każdej z pięciu najbardziej świecących galaktyk, które badali. Podzielili dwie liczby, aby obliczyć stosunek gazu do pyłu.
Galaktyki takie jak Droga Mleczna zwykle zawierają około 100 razy więcej gazu niż pyłu. Co zaskakujące, ekstremalne galaktyki w podczerwieni wykazały podobne wartości.
„Biorąc pod uwagę ich niezwykłe środowisko, nie jestem pewien, czy spodziewałbym się normalnego stosunku gazu do pyłu” - powiedział Wilson. „Fakt, że widzimy wartość normalną, sugeruje nie tylko, że nasze obliczenia masy są prawidłowe, ale także, że te galaktyki są bardziej podobne do naszych, niż moglibyśmy się domyślić.”
Świecące galaktyki w podczerwieni pokazują również kilka interesujących różnic od swoich kuzynów we wczesnym wszechświecie. Na przykład odległe galaktyki są zazwyczaj 10 razy jaśniejsze w emisji molekularnej, co wskazuje, że zawierają więcej gazu. Gaz ten również porusza się szybciej, co dowodzi, że galaktyki są bardziej masywne. Co najciekawsze, odległe galaktyki ekstremalne wydają się mieć większe rozmiary, co sugeruje, że gęstość gazu może być faktycznie niższa w tych odległych galaktykach pomimo ich większej całkowitej ilości gazu.
Przyszłe prace Wilsona i jej zespołu będą koncentrować się na określeniu, jak zmieniają się właściwości galaktyki w miarę postępu interakcji i fuzji.
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), z siedzibą w Cambridge, Massachusetts, jest wspólną współpracą Smithsonian Astrophysical Observatory i Harvard College Observatory. Naukowcy CfA, zorganizowani w sześć dywizji badawczych, badają pochodzenie, ewolucję i ostateczny los wszechświata.
Oryginalne źródło: CfA News Release
