Odległa galaktyka, w której w szalonym tempie powstają nowe gwiazdy

A galaxy undergoing extreme star formation about 12.7 billion light years from Earth.

Astronomowie użyli Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra oraz kilku innych teleskopów do wykazania, że niedawno odkryta galaktyka właśnie przeżywa wyjątkowy okres intensywnej produkcji gwiazd. Galaktyka oddalona od nas o 12,7 mld lat świetlnych widoczna jest w kluczowym stadium ewolucji galaktyk zaledwie miliard lat po Wielkim Wybuchu.

Po tym jak astronomowie odkryli galaktykę oznaczoną jako SPT 0346-52 za pomocą teleskopu SPT (South Pole Telescope), obserwowano ją kilkoma innymi teleskopami naziemnymi jak i kosmicznymi. Dane zebrane za pomocą radioteleskopu ALMA ujawniły wyjątkowo jasną emisję w podczerwieni, która oznaczała, że w galaktyce zachodzą intensywne procesy gwiazdotwórcze.

Jednak pozostawało jeszcze jedno, alternatywne wytłumaczenie: mogło być tak, że duża część emisji w podczerwieni mogła pochodzić od gwałtownie rosnącej supermasywnej czarnej dziury w centrum galaktyki. Gaz opadający na czarną dziurę intensywnie się nagrzewa i zaczyna świecić, przez co pył i gaz znajdujące się w otoczeniu emitują dużą ilość promieniowania w podczerwieni. Aby zbadać tę możliwość, badacze z wykorzystali kosmiczne Obserwatorium Rentgenowskie Chandra oraz radioteleskop Australia Telescope Compact Array (ATCA).

Nie wykryto jednak żadnej emisji na falach rentgenowskich ani radiowych – dlatego też astronomowie mogli wyeliminować teorię mówiącą o czarnej dziurze.

„Teraz wiemy, że ta galaktyka nie posiada potężnej, intensywnie pożerającej gaz czarnej dziury, ona po prostu intensywnie świeci promieniowaniem nowo powstałych gwiazd,” mówi Jingzhe Ma z University of Florida w Gainesville, który kierował badaniami. „To mówi nam wiele o tym w jaki sposób galaktyki i gwiazdy je tworzące ewoluowały w początkach historii Wszechświata.”

W tejże galaktyce gwiazdy powstają w tempie około 4500 mas Słońca rocznie – to jedne z najintensywniejszych procesów gwiazdotwórczych kiedykolwiek zarejestrowanych. Dla porównania, w Drodze Mlecznej gwiazdy powstają w tempie 1 masy Słońca rocznie.

Źródło: Rentgenowskie: NASA/CXC/Univ of Florida/J.Ma et al; Optyczny: NASA/STScI; Infrared: NASA/JPL-Caltech; Radio: ESO/NAOJ/NRAO/ALMA; Symulacja: Simons Fdn./Moore Fdn./Flatiron Inst./Caltech/C. Hayward & P. Hopkins
Źródło: Rentgenowskie: NASA/CXC/Univ of Florida/J.Ma et al; Optyczny: NASA/STScI; Infrared: NASA/JPL-Caltech; Radio: ESO/NAOJ/NRAO/ALMA; Symulacja: Simons Fdn./Moore Fdn./Flatiron Inst./Caltech/C. Hayward & P. Hopkins

„Astronomowie nazywają takie galaktyki galaktykami gwiazdotwórczymi,” mówi współautor opracowania Anthony Gonzalez z University of Florida. „To określenie jednak nie pasuje do tej galaktyki, dlatego nazywamy ją galaktyką hiper-gwiazdotwórczą.”

Wysokie tempo powstawania gwiazd wskazuje na duże ilości zimnego gazu w galaktyce, który intensywnie zamieniany jest gwiazdy, z niespotykaną wręcz wydajnością.

Astronomowie mają nadzieję, że badanie większej liczby galaktyk takich jak SPT 0346-52 pozwoli im więcej dowiedzieć się o formowaniu i wzroście masywnych galaktyk i czarnych dziur znajdujących się w ich centrach.

„Od dziesięcioleci astronomowie wiedzieli, że supermasywne czarne dziury i gwiazdy tworzące otaczające je galaktyki powstają i ewoluują jednocześnie,” mówi współautor artykułu Joaquin Vieira z University of Illinois w Urbana-Champaign. „Dlaczego tak się dzieje wciąż pozostaje tajemnicą. SPT 0346-52 jest interesująca, bowiem obserwujemy niesamowite wręcz tempo powstawania nowych gwiazd, a nie możemy znaleźć oznak rosnącej supermasywnej czarnej dziury. Naprawdę chcielibyśmy dokładniej zbadać tę galaktykę, aby móc zrozumieć procesy, które spowodowały tak intensywne procesy gwiazdotwórcze i ich wpływ na wzrost czarnej dziury.”

SPT 0346-52 stanowi element populacji silnie soczewkowanych galaktyk odkrytych za pomocą SPT. SPT0346-52 jest sześć razy jaśniejsza niż miałoby to miejsce bez efektu soczewkowania – dzięki temu astronomowie są w stanie dojrzeć więcej szczegółów jej budowy.

Źródło:Chandra X-ray Center

Komentarze

comments