Billedkredit: Chandra
Et nyt billede taget af Chandra X-Ray Observatory har givet en af de bedste udsigter over to galakser svarende til vores egen Mælkevej midt i en kollision. Alle galakser, inklusive vores egne, har gennemgået denne form for fusion i fortiden, så dette billede hjælper astronomer med at forstå, hvordan universet så ud som det ser ud i dag. Galakserne begyndte deres langsomme kollision for 10 millioner år siden og har allerede skabt regioner med intens stjernedannelse og kan efterhånden skabe et supermassivt sort hul.
NASAs Chandra røntgenobservatorium har leveret det bedste røntgenbillede endnu af to Mælkevejen-lignende galakser midt i en front-on-kollision. Da alle galakser - inklusive vores egne - måske har gennemgået fusioner, giver dette indsigt i, hvordan universet så ud som det ser ud i dag.
Astronomer mener, at megafusionen i galaksen, kendt som Arp 220, udløste dannelsen af et enormt antal nye stjerner, sendte chokbølger rumlende gennem intergalaktisk rum og muligvis kunne føre til dannelsen af et supermassivt sort hul i midten af det nye konglomerat galakse. Chandra-dataene antyder også, at fusionen af disse to galakser kun begyndte for 10 millioner år siden, kort tid astronomisk set.
”Chandra-observationer viser, at ting virkelig bliver rodet, når to galakser løber ind i hinanden i fuld fart,” sagde David Clements fra Imperial College, London, et af teammedlemmerne, der var involveret i undersøgelsen. "Begivenheden påvirker alt fra dannelse af massive sorte huller til spredning af tunge elementer i universet."
Arp 220 anses for at være en prototype til at forstå, hvordan forholdene var i det tidlige univers, da massive galakser og supermassive sorte huller formodentlig blev dannet af adskillige galakakollisioner. I en relativt nærliggende afstand på ca. 250 millioner lysår er Arp 220 det nærmeste eksempel på en "ultralysende" galakse, en der afgiver en billion tit gange så meget stråling som vores sol.
Chandra-billedet viser en lys central region i taljen for en glødende, timeglasformet sky af multimillionsgrad gas. Rush ud af galaksen med hundreder af tusinder af miles i timen, super-opvarmet som danner en "supervind", menes at skyldes eksplosiv aktivitet genereret af dannelsen af hundreder af millioner af nye stjerner.
Længere ude, der spænder over en afstand af 75.000 lysår, er kæmpe lobber med varm gas, der kunne være galaktiske rester, kastet ind i intergalaktisk rum ved den tidlige påvirkning af kollisionen. Om lobene vil fortsætte med at udvide sig i rummet eller falde tilbage i Arp 220 vides ikke.
Centrum af Arp 220 er af særlig interesse. Chandra-observationer gjorde det muligt for astronomer at lokalisere en røntgenkilde på den nøjagtige placering af kernen i en af præ-fusionsgalakserne. En anden svagere røntgenkilde i nærheden falder sammen med kernen i den anden galakse-rest. Røntgenstråleeffekt fra disse punktlignende kilder er større end forventet for stjernernes sorte huller, der samler sig fra ledsagerstjerner. Forfatterne antyder, at disse kilder kunne skyldes supermassive sorte huller i centrum for de fusionerende galakser.
Disse to resterende kilder er relativt svage og giver stærkt bevis for at understøtte teorien om, at den ekstraordinære lysstyrke af Arp 220 - cirka hundrede gange så stor som vores mælkevejsgalakse - skyldes den hurtige stjernedannelsesfrekvens og ikke af en aktiv, supermassivt sort hul i midten.
Om nogle hundrede millioner år kan denne magtbalance dog ændre sig. De to massive sorte huller kunne smelte sammen for at producere et centralt supermassivt sort hul. Dette nye arrangement kan få meget mere gas til at falde ned i det centrale sorte hul og skabe en strømkilde lig med eller større end den på grund af stjernedannelse.
”Den usædvanlige koncentration af røntgenkilder i centrum af Arp 220 antyder, at vi kunne observere de tidlige stadier i oprettelsen af et supermassivt sort hul og den eventuelle stigning i magten af en aktiv galaktisk kerne,” sagde Jonathan McDowell fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, MA, et andet medlem af teamet, der studerer Arp 220.
Clements og McDowell blev sammen med denne forskning af en international gruppe forskere fra De Forenede Stater, Storbritannien og Spanien. Chandra observerede Arp 220 den 24. juni 2000 i cirka 56.000 sekunder ved hjælp af instrumentet Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS).
ACIS blev udviklet til NASA af Pennsylvania State University, University Park, PA og Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA. NASAs Marshall Space Flight Center i Huntsville, Ala., Administrerer Chandra-programmet, og TRW, Inc., Redondo Beach, Californien, er hovedentreprenør. Smithsonians Chandra røntgencenter kontrollerer videnskabs- og flyveoperationer fra Cambridge, Mass.
