W głębi kosmosu, w jednej z najgęstszych znanych gromad galaktyk, trwa nieustanny kosmiczny taniec sił – wewnętrznej dynamiki i nacisku z zewnątrz. Najnowsze badania amerykańskich astronomów rzucają nowe światło na złożone procesy rządzące ewolucją galaktyk zanurzonych w ekstremalnym środowisku. Przypadek galaktyki NGC 4858 pokazuje, jak zderzenie z otaczającym gazem może przekształcać ich strukturę i przyszłość.
NGC 4858 znajduje się w gromadzie Coma – oddalonej od Ziemi o ponad 300 milionów lat świetlnych. To środowisko wyjątkowo gęsto upakowane galaktykami i rozgrzanym gazem, w którym siły zewnętrzne wywierają olbrzymi wpływ na ich ewolucję. Galaktyki poruszające się przez taki ośrodek doświadczają działania intensywnego ciśnienia (ram pressure) – przypominającego potężny wiatr, który wyrywa z nich gaz, zniekształcając ich kształt i hamując procesy gwiazdotwórcze.
To właśnie to zjawisko nadaje niektórym galaktykom charakterystyczny wygląd – długie smugi gazu i młodych gwiazd przypominające czułki meduzy, stąd określenie „galaktyki meduzowe”.
Pod przewodnictwem Harrisona Souchereau, doktoranta z Uniwersytetu Yale, oraz profesora Jeffreya Kenneya, zespół badawczy przyjrzał się z bliska NGC 4858, wykorzystując obrazy o wysokiej rozdzielczości gazu molekularnego z przeglądu prowadzonego za pomocą radioteleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Ich celem było zrozumienie, jak wewnętrzna rotacja galaktyki współdziała z siłami zewnętrznymi i w jaki sposób kształtuje to jej strukturę.
NGC 4858 porusza się przez gromadę Coma z ogromną prędkością, jakby była uwięziona w tunelu aerodynamicznym. Opływający ją „wiatr” wywiera nacisk na gaz w galaktyce, wypychając go i prowadząc do powstawania niezwykłych struktur gazowych.
W ramach analizy naukowcy zidentyfikowali dwie szczególnie interesujące cechy wewnętrzne galaktyki. Pierwsza to para zniekształconych ramion spiralnych, które ze względu na swój kształt zyskały przydomek „uszy królika”. Ich powstanie to wynik interakcji między ruchem obrotowym galaktyki a zewnętrznym naporem gazu. Spiralne ramiona są wyginane i skręcane w trakcie rotacji, co nadaje im osobliwy, asymetryczny kształt.
Drugim fascynującym odkryciem jest obecność zjawiska znanego jako fallback – „opadania wstecznego”. Choć ciśnienie zazwyczaj kojarzy się z bezpowrotnym usuwaniem gazu z galaktyk (co zatrzymuje proces formowania nowych gwiazd), w tym przypadku część materiału została wypchnięta tylko tymczasowo. Siła grawitacji przyciąga ten gaz z powrotem w kierunku dysku galaktyki, powodując jego koncentrację w zdeformowanych ramionach, zwłaszcza po jednej stronie tzw. wewnętrznego ogona galaktyki.
Zjawisko fallback było wcześniej teoretyzowane i sporadycznie obserwowane, jednak NGC 4858 prezentuje najjaśniejszy i najbardziej jednoznaczny jak dotąd przykład tej galaktycznej „fontanny”. Powracający gaz może znów stać się paliwem dla nowych pokoleń gwiazd, co oznacza, że nawet pod brutalnym naporem środowiska, galaktyka może wciąż tlić się życiem.
Odkrycia zaprezentowano podczas letniego spotkania American Astronomical Society. Pełna wersja pracy badawczej została udostępniona na serwerze preprintów arXiv. Wyniki te oferują fascynujące spojrzenie na galaktyczną ewolucję w ekstremalnych warunkach – pokazując, jak zderzenie sił zewnętrznych i wewnętrznych może prowadzić do nieoczekiwanych i złożonych rezultatów.