D100 to galaktyka, która nie ma szans w starciu z całą gromadą galaktyk

Galaktyka spiralna D100, po prawej stronie tego zdjęcia wykonanego za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a jest odzierana z gazu opadając do centrum gigantycznej galaktyki Coma. Źródło: NASA, ESA, M. Sun oraz W. Cramer, J. Kenney

Najnowszy artykuł opublikowany przez astronomów z Uniwersytetu Yale opowiada historię galaktyki, w której skończył się gaz.

To historia tak stara jak sam wszechświat. Powstaje galaktyka, lśniąca nowymi gwiazdami, jej ramiona spiralne wydłużają się i zakrzywiają. Następnie pojawiają się problemy – galaktyka zbliża się za bardzo do pobliskiej gromady galaktyk. Owa gromada zaczyna wysysać z galaktyki gaz niezbędny do tworzenia nowych gwiazd. Z czasem znikają ramiona spiralne i po galaktyce pozostaje jedynie martwa pozostałość.

Taki los spotkał galaktykę D100 w masywnej gromadzie galaktyk Coma jakieś 300 milionów lat temu. Zdjęcia wykonane za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a pozwoliły astronomom obserwować to zjawisko w niespotykanych dotąd szczegółach.

“Ta galaktyka wyróżnia się spośród innych jako ekstremalny przykład procesów powszechnie zachodzących w masywnych gromadach, w których galaktyka zmienia się ze zdrowej galaktyki spiralnej, w której powstają gwiazdy w “czerwoną i martwą” pozostałość. Ramiona spiralne znikają, z galaktyki ucieka cały gaz i pozostają w niej jedynie stare gwiazdy” mówi William Cramer, doktorant na Wydziale Astronomii w Yale, który prowadził powyższe badania. “To zjawisko znamy już od kilku dekad, ale Hubble dostarczył nam teraz najlepszych zdjęć galaktyk, w których ten proces trwa”.

Ów proces zachodzi gdy galaktyka opada w kierunku gęstego centrum masywnej gromady tysięcy galaktyk. Podczas tego opadania galaktyka przemierza gęstą materię wypełniającą centrum gromady. Owa materia wypycha gaz i pył – czyli paliwo do tworzenia nowych gwiazd – z galaktyki. Gdy galaktyka utraci cały swój gaz, czeka ją przedwczesna śmierć, bowiem przestają w niej powstawać nowe gwiazdy.

W gromadzie Coma, ten gwałtowny proces utraty gazu zachodzi w wielu galaktykach. Jednak D100 jest wyjątkowa – zauważają naukowcy. Jej długi, rzadki ogon rozciąga się na 200 000 lat świetlnych – czyli na długość dwóch średnic Drogi Mlecznej. Dodatkowo, ów ogon jest wąski – jego szerokość to zaledwie 7000 lat świetlnych.

“Ten ogon pyłowy jest zaskakująco wyraźny, prosty, gładki i ma wyraźne krawędzie” mówi Jeffrey Kenney, astronom z Yale i współautor opracowania. ” To duże zaskoczenie, ponieważ ogony tego typu nie występują w większości symulacji komputerowych. Większość galaktyk przechodzących przez ten proces jest bardzo chaotyczna. Równe krawędzie i włókniste struktury ogona pyłowego wskazują, że pola magnetyczne odgrywają istotną rolę w kształtowaniu ogona. Symulacje komputerowe wskazują, że pola magnetyczne odpowiadają za włókna w gazie tworzącym ogon. Bez pól magnetycznych, ogon gazowy jest nieregularny i grudkowaty, a nie włóknisty”.

Teleskop Subaru na Hawajach odkrył długi, świecący ogon wodoru w 2007 roku podczas przeglądu galaktyk w Gromadzie Coma. Jednak astronomowie potrzebowali Hubble’a do potwierdzenia, że gorący gaz jest sygnaturą procesów gwiazdotwórczych. “Bez głębi i rozdzielczości Hubble’a trudno stwierdzić czy świecący gaz wodorowy pochodzi od gwiazd w ogonie czy tylko od ogrzewania gazu” mówi Cramer.

Głównym celem badaczy było zbadanie procesów gwiazdotwórczych w ogonie, który był zasilany gazem uciekającym z D100. Niemniej jednak Hubble nie odkrył tak wielu gwiazd jak oczekiwali tego badacze, sądząc po ilości świecącego gazu zawartego w ogonie. Najjaśniejsze zagęszczenie młodych gwiazd w środku ogona zawiera co najmniej 200 000 gwiazd.

Dane z Hubble’a wskazują, że proces odzierania z gazu rozpoczął się na zewnętrznych krawędziach D100 i zmierza ku jej centrum. W oparciu o zdjęcia można stwierdzić, że gaz uciekł z całej galaktyki za wyjątkiem ścisłego jej centrum.

Gromada Coma znajduje się 330 milionów lat świetlnych od Ziemi.

Źródło: Yale University

Artykuł naukowy: http://dx.doi.org/10.3847/1538-4357/aaefff