Galaxy-fusioner er ikke særlig sjældne, men de er vigtige begivenheder. Ikke kun for de involverede galakser, men for forskere, der prøver at dele sammen, hvordan galakser udvikler sig. Nu har astronomer, der bruger ALMA fundet det tidligste eksempel endnu på sammenlægning af galakser.
Det pågældende par af fusionerende galakser kaldes B14-65666, et uhåndterligt navn, men videnskabeligt nyttigt. (For nu vil vi referere til det som "objektet.") Objektet er 13 milliarder lysår væk i stjernebilledet Sextans. Det betyder, at det lys, vi ser nu, forlod objektet for 13 milliarder år siden, kort efter universets begyndelse.
Dette er ikke første gang, dette objekt bliver fundet. Tidligere opdagede Hubble dette objekt, men det så ud til Hubble som to separate objekter, sandsynligvis stjerneklynger. Men holdet, der bruger Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), måske verdens mest følsomme radioteleskop, har vist, at genstanden faktisk er to fusionerende galakser for 13 milliarder år siden.
Resultaterne af disse nye observationer offentliggøres i Publications of the Astronomical Society of Japan den 18. juni 2019. Navnet på papiret er “Big Three Dragons”: az = 7.15 Lyman Break Galaxy Detected in [OIII] 88 um, [CII ] 158 um, og støvkontinuum med ALMA. ” Ledende forfatter af undersøgelsen er Takuya Hashimoto fra Waseda University, Japan.
Da Hubble kiggede på objektet, var det begrænset til det ultraviolette spektrum. Med denne begrænsning så objektet ud til at være to stjerne klynger, en i den nordøstlige og en i den sydvestlige. Men da Hashimoto og hans team brugte Almas magt til at studere genstanden, så de noget andet: de kendte fingeraftryk af kemiske elementer.
ALMA kunne se radiobølgeemissionerne af kulstof, ilt og støv i genstanden. Registreringen af disse tre signaler var nøglen til at låse objektets natur op.
Analyse viste, at objektet faktisk har to dele, ligesom Hubble-sav. Men signalerne fra kulstof, ilt og støv tilføjede endnu et lag information om objektet takket være ALMA. Det viste, at mens de to klatter er forskellige, danner de et enkelt system. Hver klatrør bevæger sig i en anden hastighed, hvilket viser, at de er to galakser, der smelter sammen.
"Med rige data fra ALMA og HST kombineret med avanceret dataanalyse kunne vi sammensætte stykkerne for at vise, at B14-65666 er et par fusionerende galakser i den tidligste æra af universet," forklarer Hashimoto i en pressemeddelelse. ”Påvisning af radiobølger fra tre komponenter i et så langt objekt viser ALMAs høje kapacitet til at undersøge det fjerne univers.”
Ifølge undersøgelsen er objektet nu det tidligst kendte eksempel på en fusion af galaksen. Forskerne vurderede også den samlede stjernemasse på B14-65666 som mindre end 10% af Mælkevejens masse. Dette betyder, at objektet er i de tidligste stadier af dens udvikling. Dette giver mening, da det er eldgammelt.
Selvom genstanden er ung, er den meget mere aktiv i stjerneproduktion end vores egen galakse er. ALMA-observationer detekterede høje temperaturer og lysstyrke i støvet. Forfatterne siger, at det sandsynligvis er et resultat af meget kraftig ultraviolet stråling produceret af aktiv stjerne dannelse. Den aktive stjernedannelse er en anden indikation af sammenfletning af galakser, fordi kolliderende galakser gennemgår en masse gaskomprimering, hvilket udløser burst of star formation. Som forfatterne siger i deres papir, ”… vi argumenterer for, at B14-65666 er en stjernebarstgalakse fremkaldt af en større fusion.”
”Vores næste skridt er at søge efter nitrogen, et andet vigtigt kemisk element og endda kuliltemolekylet,” sagde Akio Inoue, professor ved Waseda University og en del af forskerteamet. ”I sidste ende håber vi på observationsmæssigt at forstå cirkulationen og akkumuleringen af elementer og materiale i sammenhæng med galaksdannelse og evolution.”
Galaxy fusioner er en vigtig del af udviklingen af galakser. Ofte sluger en større galakse en mindre. Små galakser kan smelte sammen og danne større, skønt det menes at være sjældent. Vores helt egen Mælkevej har oplevet fusioner, der hjalp den med at vokse til sin nuværende enorme størrelse.
I en artikel fra 2018 præsenterede astronomer bevis baseret på et århundrede med observationer, der viser, at Mælkevejen indeholder en befolkning af stjerner fra en anden galakse. For ca. ti milliarder år siden kolliderede en anden galakse med vores egen og efterlod en distinktion af stjerner i den galaktiske indre glorie. Forfatterne af denne artikel argumenterede for, at disse stjerner stammer fra en lille galakse, der omtrent var på størrelse med den lille magellanske sky.
Om cirka 4,5 milliarder år vil Mælkevejen kollidere med Andromeda Galaxy og fusionere. Den resulterende galakse vil muligvis blive kaldt Milkdromeda. Og lige nu er mælkevejen sammen med eller spiser den meget mindre spøgelsesgalakse, der kaldes Antlia 2 (Ant 2).
Undersøgelsens forfattere mener, at ligesom vores Mælkeveje, kan der være flere fusioner i de fremtidige objekter (fortid?), Der hidtil er uopdaget. I papiret siger de: "Selvom vores nuværende data ikke viser ledsagende objekter omkring B14-65666, kan fremtidige dybere ALMA-data afsløre ledsagergalakser omkring B14-65666." De konkluderer, at objektet er en vigtig kandidat til opfølgningsobservationer. "I betragtning af de rigtige tilgængelige data og rummeligt udvidede karakter er B14-65666 et af de bedste mål for opfølgningsobservationer med ALMA og <the> James Webb Space Telescope ..."
Kilder:
- Pressemeddelelse: ALMA finder det tidligste eksempel på sammenlægning af galakser
- Forskningsartikel: “Store tre drager”: a z = 7.15 Lyman Break Galaxy Detekteret i [Oiii] 88 um, [Cii] 158 um og støvkontinuum med ALMA
- Wikipedia-indgang: Galaxy Fusion
- Undersøgelsesdokument: Fusionen, der førte til dannelsen af Mælkevejens indre stjernehalo og tyk disk
- ALMA Observatorium
