Połączenia Galaxy nie są szczególnie rzadkie, ale są ważnymi wydarzeniami. Nie tylko zaangażowane galaktyki, ale także naukowcy próbujący uporządkować ewolucję galaktyk. Teraz astronomowie używający ALMA znaleźli najwcześniejszy jak dotąd przykład łączenia galaktyk.
Para łączących się galaktyk, o której mowa, nazywa się B14-65666, nieporęczna nazwa, ale naukowo przydatna. (Na razie będziemy go nazywać „obiektem”). Obiekt znajduje się 13 miliardów lat świetlnych stąd, w gwiazdozbiorze Sekstanów. Oznacza to, że światło, które widzimy teraz opuściło obiekt 13 miliardów lat temu, wkrótce po rozpoczęciu Wszechświata.
Nie pierwszy raz zauważono ten obiekt. Wcześniej Hubble zauważył ten obiekt, ale pojawił się on jako dwa oddzielne obiekty, prawdopodobnie gromady gwiazd. Ale zespół wykorzystujący tablicę Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), być może najbardziej wrażliwy radioteleskop na świecie, wykazał, że obiekt to w rzeczywistości dwie galaktyki łączące się 13 miliardów lat temu.
Wyniki tych nowych obserwacji zostały opublikowane w publikacjach Japońskiego Towarzystwa Astronomicznego 18 czerwca 2019 r. Nazwa artykułu brzmi „Wielkie Trzy Smoki”: az = 7,15 Lyman Break Galaxy wykryto w [OIII] 88 um, [CII ] 158 um i Dust Continuum z ALMA. ” Autorem wiodącym badania jest Takuya Hashimoto z Uniwersytetu Waseda w Japonii.
Kiedy Hubble spojrzał na obiekt, był ograniczony do widma ultrafioletowego. Z tym ograniczeniem obiekt wyglądał jak dwie gromady gwiazd, jedna w północno-wschodniej i jedna w południowo-zachodniej. Ale kiedy Hashimoto i jego zespół wykorzystali moc Almy do zbadania obiektu, zobaczyli coś jeszcze: charakterystyczne odciski palców pierwiastków chemicznych.
ALMA był w stanie zobaczyć emisje fal radiowych węgla, tlenu i pyłu w obiekcie. Wykrywanie tych trzech sygnałów było kluczem do odblokowania natury obiektu.
Analiza wykazała, że obiekt rzeczywiście ma dwie części, podobnie jak piła Hubble'a. Ale sygnały z węgla, tlenu i pyłu dodały kolejną warstwę informacji o obiekcie, dzięki ALMA. To pokazało, że chociaż dwie plamy są różne, tworzą one jeden system. Każda kropla porusza się z inną prędkością, co pokazuje, że są to dwie galaktyki łączące się.
„Dzięki bogatym danym z ALMA i HST, w połączeniu z zaawansowaną analizą danych, moglibyśmy poskładać te fragmenty, aby pokazać, że B14-65666 to para łączących się galaktyk w najwcześniejszej erze Wszechświata”, wyjaśnia Hashimoto w komunikacie prasowym. „Wykrywanie fal radiowych z trzech elementów w tak odległym obiekcie pokazuje wysoką zdolność ALMA do badania odległego Wszechświata”.
Według badań obiekt ten jest obecnie najwcześniej znanym przykładem połączenia galaktyki. Naukowcy oszacowali również całkowitą masę gwiazdową B14-65666 jako mniej niż 10% masy Drogi Mlecznej. Oznacza to, że obiekt znajduje się na najwcześniejszych etapach ewolucji. Ma to sens, ponieważ jest starożytny.
Mimo że obiekt jest młody, jest znacznie bardziej aktywny w produkcji gwiazd niż nasza własna galaktyka. Obserwacje ALMA wykryły wysokie temperatury i jasność pyłu. Autorzy twierdzą, że jest to prawdopodobnie efekt bardzo silnego promieniowania ultrafioletowego wytwarzanego przez aktywne formowanie gwiazd. Ta aktywna formacja gwiazd jest kolejną oznaką łączenia się galaktyk, ponieważ zderzające się galaktyki poddawane są dużej kompresji gazu, co powoduje gwałtowne powstawanie gwiazd. Jak twierdzą autorzy w swojej pracy: „… argumentujemy, że B14-65666 jest galaktyką wybuchową, wywołaną przez fuzję główną”.
„Naszym następnym krokiem jest poszukiwanie azotu, innego ważnego pierwiastka chemicznego, a nawet cząsteczki tlenku węgla” - powiedział Akio Inoue, profesor Uniwersytetu Waseda i część zespołu badawczego. „Ostatecznie mamy nadzieję obserwacyjnie zrozumieć obieg i akumulację pierwiastków i materiałów w kontekście powstawania i ewolucji galaktyki”.
Fuzje galaktyk są ważną częścią ewolucji galaktyk. Często większa galaktyka połyka mniejszą. Małe galaktyki mogą łączyć się, tworząc większe, choć uważa się to za rzadkie. Nasza własna Droga Mleczna doświadczyła fuzji, które pomogły jej rozwinąć się do obecnych ogromnych rozmiarów.
W artykule z 2018 r. Astronomowie przedstawili dowody oparte na stuleciu obserwacji wskazujących, że Droga Mleczna zawiera populację gwiazd z innej galaktyki. Około dziesięć miliardów lat temu inna galaktyka zderzyła się z naszą, pozostawiając wyraźną populację gwiazd w galaktycznej aureoli wewnętrznej. Autorzy tego artykułu argumentowali, że gwiazdy te pochodzą z małej galaktyki, która była mniej więcej wielkości Małej Chmury Magellana.
Za około 4,5 miliarda lat Droga Mleczna zderzy się z Galaktyką Andromedy i połączy się. Powstała galaktyka nazywa się prawdopodobnie Milkdromeda. W tej chwili Droga Mleczna łączy się lub zjada znacznie mniejszą galaktykę duchów zwaną Antlia 2 (Ant 2).
Autorzy badania uważają, że podobnie jak nasza Droga Mleczna, może istnieć więcej połączeń w obiektach przyszłości (przeszłość?), Które do tej pory nie zostały wykryte. W artykule mówią: „Chociaż nasze obecne dane nie pokazują obiektów towarzyszących wokół B14-65666, przyszłe głębsze dane ALMA mogą ujawnić galaktyki towarzyszące wokół B14-65666”. Wnioskują, że obiekt jest głównym kandydatem do dalszych obserwacji. „Biorąc pod uwagę bogate dostępne dane i przestrzennie rozszerzoną naturę, B14-65666 jest jednym z najlepszych celów do dalszych obserwacji z ALMA i Kosmicznym Teleskopem Jamesa Webba…”
Źródła:
- Informacja prasowa: ALMA znajduje najwcześniejszy przykład łączenia galaktyk
- Artykuł badawczy: „Big Three Dragons”: a z = 7,15 Lyman Break Galaxy wykryto w [Oiii] 88 µm, [Cii] 158 µm i Dust Continuum z ALMA
- Wpis w Wikipedii: Galaxy Merger
- Artykuł badawczy: Fuzja, która doprowadziła do powstania wewnętrznej aureoli gwiezdnej Drogi Mlecznej i grubego dysku
- Obserwatorium ALMA
