Obrazový kredit: Chandra
Nový snímek z rentgenové observatoře Chandra ukazuje vzdálenou galaxii, která vypadala jako naše vlastní Mléčná dráha narážející do shluku galaxií rychlostí 7,5 milionu kilometrů za hodinu. Síla této srážky je tak silná, že okolní vodík v galaxii je odtržen a zanechává pouze kosterní spirální ramena. Bez vodíku se nová tvorba hvězd v galaxii zastavila. Ačkoli již došlo ke srážkám galaxií, jedná se o nejrychlejší a nejsilnější, jaký kdy byl viděn.
Galaxie, která byla kdysi jako naše Mléčná dráha, se rozpadla na 200 000 světelných let dlouhých proudů plynu, který se kdysi podobal našemu Mléčné dráze, zatímco se vrhá rychlostí 4,5 milionu mil za hodinu srdcem vzdálené kupy galaxií. Při této neobvykle násilné srážce s okolním klastrovým plynem je galaxie svlečena do svých kosterních spirálních ramen, protože je vykuchána čerstvým vodíkem pro výrobu nových hvězd.
Předčasný zánik galaxie nabízí nová vodítka k vyřešení záhady, co se stane se spirálovými galaxiemi v násilném vesmíru. Pohledy na raný vesmír ukazují, že spirálové galaxie byly kdysi mnohem hojnější v bohatých shlucích galaxií. Zdá se však, že během kosmického času mizí. Kam zmizely tato „chybějící těla“?
Astronomové používají širokou škálu dalekohledů a analytických technik, aby provedli styl „CSI“ nebo vyšetřovatele scén zločinu, co se děje této galaxii v drsném sousedství jejího klastru. "Je to jasný případ napadení galaxií a baterie," říká William Keel z University of Alabama. "Je to poprvé, kdy máme celou řadu výsledků takových nesourodých technik ukazujících spáchaný zločin a modus operandi."
Keel a jeho kolegové předvádějí „forenzní důkaz“ pozdního života galaxie v sérii prezentací dnes v Atlantě v Ga, na 203. setkání Americké astronomické společnosti. Astronomové shromáždili důkazy kombinováním různých diagnostických pozorování z dalekohledů analyzujících vzhled galaxie v rentgenovém, optickém a rádiovém světle. Paralelní pozorování na různých vlnových délkách sledují, jak se kolem křehké galaxie házejí hvězdy, plyn a prach a nazývají se C153. Ačkoli takové „zoufalé“ galaxie již byly vidět, zánik tohoto člověka je neobvykle rychlý a násilný. Galaxie patří do shluku galaxií, které před 100 milióny lety narazily do jiného shluku. Tato galaxie zaujala nápor bití, když padala podél trajektorie přímo přes husté jádro srážky.
"To pomáhá vysvětlit podivné rentgenové a rádiové emise, které vidíme," říká Keel. "Galaxie je laboratoř, která studuje, jak může být plyn stripován pryč, když letí přes horký klastrový plyn, zastavuje narození hvězd a transformuje galaxii."
První náznak galaktického chaosu v tomto seskupení přišel v roce 1994, kdy radioteleskop Very Large Array poblíž Socorro, NM, detekoval neobvyklý počet rádiových galaxií v klastru, nazvaný Abell 2125. Radiové zdroje sledují jak tvorbu hvězd, tak krmení centrálních černé díry v klastrech galaxií. Rádiová pozorování také ukázala, že C153 vystupoval z ostatních galaxií jako mimořádně silný zdroj rádia.
Keelův tým zahájil rozsáhlý program dalších pozorování, aby odhalil podrobnosti o galaxiích. "To bylo navrženo tak, aby se zjistilo, jaké by mohlo být spojení mezi událostmi v měřítku 10 miliónů světelných let klastrové fúze a co se děje hluboko uvnitř jednotlivých galaxií," říká Keel.
Rentgenová pozorování ze satelitu ROSAT (zkratka pro Roentgen Satellite) prokázala, že klastr obsahuje obrovské množství plynu 36 miliónů stupňů Fahrenheita (20 miliónů stupňů Kelvina), který obklopuje galaxie. Plyn je koncentrován do dvou hlavních hrudek, než aby byl plynule distribuován v klastru, jak je tomu běžněji.
To posílilo podezření, že se dva klastry galaxií skutečně střetávají. V polovině 90. let minulého století otočili astronomové Mayallův 4-metrový dalekohled a WIYN 3,5-metrový dalekohled na národní observatoři Kitt Peak na hvězdokupě, aby analyzovali hvězdné světlo pomocí spektroskopie. Našli mnoho hvězdotvorných systémů a dokonce i aktivní galaktické černé díry poháněné kolizí. Rozpadající se galaxie C153 se dramaticky vynořila, když byly použity dalekohledy KPNO pro fotomapování shluku v barvě.
Astronomové poté vyškolili Hubbleův kosmický dalekohled NASA (HST) na C153 a vyřešili bizarní tvar. Zjistili, že galaxie vypadá neobvykle neohrabaně s mnoha mladými hvězdokupy a chaotickými rysy prachu. Kromě přerušených funkcí na disku galaxie, HST také ukázal, že světlo v ocasu je většinou připisováno nedávné tvorbě hvězd, což poskytuje přímé spojení s stripováním galaxie, když prošla jádrem klastru. Plyn stlačený podél přední hrany galaxie, jako sníh před pluhem, zapálil oheň nové zrození hvězdy. Důkazy o nedávné tvorbě hvězd pocházejí také z optického spektra získaného na 10 metrů dalekohledu Gemini North na Havaji. Spektrum umožňuje vědcům odhadnout čas od posledního výbuchu hvězdné formace.
Tento závěr byl ještě posílen, když kamera Mosaic na dalekohledu Mayall z Kitt Peak našla velmi dlouhý ocas dlouhého plynu, který přicházel z galaxie. Ocas byl zřejmě vytvořen zčásti hurikánem hvězdných větrů vroucích z nových oblastí narození hvězd a foukaných dozadu, když galaxie proráží okolní horký plyn shluku.
Spektroskopická pozorování dalekohledem Gemini umožnila astronomům stárnout hvězdný výbuch. Zjistí, že 90 procent modrého světla C153 je z populace hvězd, které jsou staré 100 milionů let. Tento věk odpovídá době, kterou měla galaxie procházet nejhustším plynem v jádru klastru.
Geminiho spektroskopická pozorování ukazují, že hvězdy jsou v pravidelném obrazci orbitálního pohybu kolem středu, jako obvykle u diskových galaxií. Existuje však několik rozšířených mraků plynu pohybujících se nezávisle na hvězdách. "Je to důležité vodítko, že musí fungovat něco přesahující gravitační síly, protože hvězdy a plyn reagují stejně na čistě gravitační síly," říká Keel. "Jinými slovy, plyn galaxie neví, co hvězdy dělají."
Rentgenová observatoř NASA společnosti Chandra objevila, že chladnější mraky detekované optickými dalekohledy a přidruženou rádiovou funkcí jsou zabudovány do mnohem větší multimilionové stopy plynu. Chandřina data naznačují, že tento horký plyn byl pravděpodobně obohacen o těžké prvky hvězdným výbuchem a vytlačen z galaxie nadzvukovým pohybem skrz mnohem větší oblak plynu, který prostupuje klastrem.
Souhrnně tato pozorování poskytují důkaz, že beranův tlak vnějšího plynu v klastru stripuje pryč z vlastního plynu galaxie. Tento proces byl dlouho předpokládán, aby vysvětlil nucený vývoj klastrových galaxií. Jeho následky byly vidět několika způsoby. Některé blízké příklady, Seyfert's Sextet a Stefan's Quintet, jsou těsné shluky, které ukazují následky vysokorychlostních srážek.
Galaxie C153 je předurčena ztratit poslední stopy svých spirálních ramen a stát se nevýraznou galaxií typu S0, která má centrální vydutí a disk, ale nemá strukturu spirálního ramene. Tyto typy galaxií jsou běžné v hustých klastrech galaxií, které jsou dnes vidět. Astronomové plánují v roce 2004 znovu provést s Geminim nová pozorování, aby mohli studovat dynamiku plynu a hvězd v ocasu.
Členy vědeckého týmu jsou William Keel (University of Alabama), Frazer Owen (National Radio Astronomy Observatory), Michael Ledlow (Gemini Observatory) a Daniel Wang (University of Massachusetts).
Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., NASA, řídí program Chandra pro Office of Space Science, Sídlo NASA, Washington. Northrop Grumman z Redondo Beach v Kalifornii, dříve TRW, Inc., byl hlavním dodavatelem vývoje observatoře. Smithsonian Astrofyzical Observatory řídí vědu a letové operace z rentgenového centra Chandra v Cambridge, Massachusetts.
Původní zdroj: Chandra News Release
