Centrum af vores Mælkevejsgalakse. Klik for at forstørre
Astronomer studerer nærliggende "lysende infrarøde galakser" for at få en bedre idé om, hvordan ekstremt fjerne galakser kan se ud. Nogle af disse galakser er 1 / 50. størrelse på Mælkevejen (2000 lysår på tværs), men de har den samme mængde gas. Denne tætpakede gas forårsager næsten konstant stjernedannelse og føder supermassive sorte huller. Dette er sandsynligvis, hvordan det tidlige univers så ud.
Hvis du ikke kan rejse til det maleriske sandstrand ved Waikiki Beach, kan du altid gøre det næste-bedste og besøge en lokal bredde. Begge "hot spots" får masser af sol.
Astronomer bruger en lignende sightseeing-taktik og studerer nærliggende ekstreme galakser kendt som ”lysende infrarøde galakser” for at lære om deres fjerne modstykker i det tidlige univers. Astronom Christine Wilson (Smithsonian Astrophysical Observatory / McMaster University) og hendes kolleger har fundet nogle overraskende fælles mellem disse ekstreme galakser og deres jordiske fætre som Mælkevejen.
”Disse galakser er usædvanlige på nogle måder, men overraskende normale i andre,” sagde Wilson. "De er som gigantiske sequoias - de ser spektakulære ud, men de vokser fra den samme snavs som din basiske busk."
Wilson præsenterede sit holds resultater i dag på en pressekonference på det 208. møde i American Astronomical Society.
Lysende og ultraluminøse infrarøde galakser er øer med stjerner og støv, der udsender det store flertal (90-99 procent) af deres lys ved lange infrarøde bølgelængder. Alle kendte eksempler viser bevis for galakseinteraktioner og fusioner, der omrører dem. Gas og støv styrter sammen i centrum af disse galakser og brændstof med enorme udbrud af stjernedannelse eller fodring med kæmpe sorte huller.
”Al indsatsen i disse galakser sker i deres centre,” sagde Wilson.
Lignende interaktioner var meget mere almindelige i det tidlige univers, da galakser var tættere på hinanden. Observationer har fundet mange eksempler på ekstreme galakser i afstande fra 8 til 10 milliarder lysår. På de store afstande er detaljeret undersøgelse vanskeligt med aktuelle instrumenter, og derfor astronomers interesse for deres nærliggende kolleger.
For at undersøge disse galaktiske "hot spots" beskæftigede Wilson og hendes kolleger Smithsonians Submillimeter Array. Den høje rumlige opløsning af Array var afgørende for denne undersøgelse, hvilket gjorde det muligt for teamet at undersøge galaktiske centre, hvor det meste af stjernedannelsen finder sted.
”Nogle af disse galakser har lige så meget gas som Mælkevejen, der er klæbet ind i et område kun 2.000 lysår på tværs - halvtreds (50 til 50) størrelsen af vores Galaxy,” forklarede Wilson.
Cirka tre fjerdedele af tiden brister gaskraften med stjernedannelse. I andre tilfælde føder gassen et kæmpe sort hul. Uanset hvad, der pumpes en masse energi ud i det infrarøde.
Wilson og hendes kolleger bestemte de samlede mængder gas og støv i hver af de fem mest lysende galakser, de studerede. De delte de to tal for at beregne gas-til-støv-forholdet.
Galakser som Mælkevejen indeholder typisk ca. 100 gange mere gas end støv. Overraskende viste de ekstreme infrarøde galakser lignende værdier.
”I betragtning af deres usædvanlige miljø er jeg ikke sikker på, at jeg ville have forventet at se et normalt gas / støv-forhold,” sagde Wilson. "Det faktum, at vi ser en normal værdi, tyder ikke kun på, at vores masseberegninger er korrekte, men også at disse galakser ligner vores egne, end vi måske havde gætt."
Lysende infrarøde galakser viser også nogle interessante forskelle fra deres kusiner i det tidlige univers. F.eks. Er fjerne galakser typisk 10 gange lysere i molekylemissioner, hvilket indikerer, at de indeholder mere gas. Denne gas har også en tendens til at bevæge sig hurtigere og giver bevis for, at galakserne er mere massive. Mest interessant synes fjerne ekstreme galakser at være større i størrelse, hvilket antyder, at gastætheden faktisk kan være lavere i disse fjerne galakser på trods af deres større samlede mængde gas.
Det fremtidige arbejde af Wilson og hendes team vil fokusere på at bestemme, hvordan galakseegenskaber ændres, når interaktioner og fusioner skrider frem over tid.
Hovedkvarter i Cambridge, Mass., Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) er et fælles samarbejde mellem Smithsonian Astrophysical Observatory og Harvard College Observatory. CfA-forskere, der er organiseret i seks forskningsafdelinger, studerer universets oprindelse, udvikling og ultimative skæbne.
Original kilde: CfA News Release
