Arp 299: galaktyczny kocioł

Źródło: Rentgen: NASA/CXCC/Univ of Crete/K. Anastasopoulou et al., NASA/NuSTARGSFC/A. Ptak et al; optyczny: NASA/STScI

Co by się stało gdyby wziąć dwie galaktyki i wymieszać je przez kilka milionów lat? Najnowsze zdjęcie zawierające dane obserwacyjne z Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra odkrywa przed nami odpowiedź na to pytanie.

Arp 299 to system oddalony od nas o jakieś 140 milionów lat. W jego skład wchodzą dwie łączące się ze sobą galaktyki, stąd też obiekt ten wygląda na częściowo wymieszany zbiór gwiazd tworzących obie galaktyki.

Niemniej jednak owa mieszanina gwiazd to nie jedyny składnik Arp 299. Najnowsze dane z Chandry odkryły przed naukowcami 25 jasnych źródeł rentgenowskich wewnątrz mieszających się galaktyk. Czternaście z tych źródeł tak silnie emituje promieniowanie rentgenowskie, że astronomowie kategoryzują je jako ultra-jasne źródła rentgenowskie (ULX, ang. ultra-luminous X-ray sources).

Wszystkie ULX znajdują się w obszarach, w których aktualnie bardzo intensywnie powstają nowe gwiazdy. Najprawdopodobniej ULXy to układy podwójne, w których gwiazda neutronowa lub czarna dziura ściąga materię ze swojego gwiezdnego towarzysza dużo masywniejszego niż Słońce. Tego typu układy podwójne nazywa się bardzo masywnymi rentgenowskimi układami podwójnymi (ang. high-mass X-ray binary).

Takie zagęszczenie obiektów tego typu to rzadkość. Z drugiej strony Arp 299 jest jedną z najintensywniej gwiazdotwórczą galaktyką pobliskiego Wszechświata. Po części jest to spowodowane samym łączeniem się obu galaktyk,które prowokuje kolejne fale procesów gwiazdotwórczych. Powstawanie bardzo masywnych układów podwójnych jest naturalnym skutkiem takiego intensywnego procesu gwiazdotwórczego, bowiem niektóre z młodych masywnych gwiazd, które przecież często powstają parami, szybko ewoluuje do stadium takiego układu.

Powyższe zdjęcie Arp 299 zawiera dane rentgenowskie z Chandry (różowy), bardziej energetyczne promieniowanie rentgenowskie zarejestrowane przez NuSTAR (fioletowy) i dane optyczne z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a (biały i brązowy). Arp 299 emituje także dużo promieniowania w zakresie podczerwonym. Co prawda Kosmiczny Teleskop Spitzer obserwował Arp 299 w tym zakresie promieniowania, ale te dane nie zostały dołączone do powyższego zdjęcia.

Emisja rentgenowska i podczerwona tej galaktyki jest zaskakująco podobna do obserwowanej w galaktykach bardzo odległego Wszechświata, dzięki czemu mamy okazję badać stosunkowo bliski nam analog wielu odległych obiektów. We wczesnym Wszechświecie częściej dochodziło do kolizji galaktyk, jednak obiekty te są niezwykle trudne w badaniu z uwagi na kolosalne odległości dzieląca nas od nich.

Dane z Chandry obejmują także rozproszone promieniowanie rentgenowskie pochodzące od gorącego gazu wypełniającego Arp 299. Naukowcy uważają, że wyższa częstotliwość eksplozji supernowych – kolejna powszechna cecha galaktyk gwiazdotwórczych – usunęła znaczną część gorącego gazu z centrum układu.

Artykuł opisujący wyniki badań ukazał się 21 sierpnia 2016 roku w periodyku Monhly Notices of the Royal Astronomical Society.

Źródło: Chandra X-ray Center