Billedkredit: Chandra
Et nyt billede fra Chandra X-Ray Observatory viser en fjern galakse, der plejede at ligne vores egen Mælkevej, der styrtede ned i en klynge af galakser 7,5 millioner kilometer i timen. Kraften ved denne kollision er så stærk, at det omgivende brint i galaksen bliver fjernet, hvilket kun efterlader skeletets spiralarme. Uden brint er nye stjernedannelser i galaksen stoppet. Selv om galakse-kollisioner er blevet set før, er dette den hurtigste og voldelige nogensinde set.
Efterfølgende 200.000 lysår lange streamere med syvende gas, en galakse, der engang var som vores Mælkeveje, makuleres, når den stuper 4,5 millioner kilometer i timen gennem hjertet af en fjern klynge af galakser. I denne usædvanligt voldelige kollision med omgivende klyngas strippes galaksen ned til sine skeletskemaer, når den udtænkes af frisk brint til dannelse af nye stjerner.
Galaksens urimelige bortgang giver nye ledetråde til at løse mysteriet om, hvad der sker med spiralgalakser i et voldeligt univers. Synspunkter over det tidlige univers viser, at spiralgalakser engang var meget mere rigelige i rige galakser. Men de ser ud til at have forsvundet i løbet af kosmisk tid. Hvor er disse “manglende kroppe” gået?
Astronomer bruger en bred vifte af teleskoper og analyseteknikker til at udføre et "CSI" eller Crime Scene Investigator-stil-blik på, hvad der sker med denne galakse inden i dens klyngs ru område. ”Det er et klart tilfælde af galakeangreb og batteri,” siger William Keel fra University of Alabama. ”Dette er første gang, vi har en komplet række af resultater fra sådanne forskellige teknikker, der viser den forbrydelse, der begås, og modus operandi.”
Keel og kolleger udlægger det "retsmedicinske bevis" for galaksen sent liv i en række præsentationer i dag i Atlanta, Ga., På det 203. møde i American Astronomical Society. Astronomer har samlet bevisene ved at kombinere en række diagnostiske observationer fra teleskoper, der analyserer galakas udseende i røntgen-, optisk og radiolys. Parallelle observationer ved forskellige bølgelængder sporer, hvordan stjerner, gas og støv kastes rundt og rives fra den skrøbelige galakse, kaldet C153. Selvom sådanne ”nød” galakser er blevet set før, er denne bortgang usædvanligt hurtig og voldelig. Galaksen hører til en klynge af galakser, der smækkede ind i en anden klynge for omkring 100 millioner år siden. Denne galakse tog brosten af julingen, da den faldt langs en bane lige gennem den tætte kerne i den kolliderende klynge.
”Dette hjælper med at forklare de underlige røntgen- og radioemissioner, vi ser,” siger Keel. "Galaksen er et laboratorium til undersøgelse af, hvordan gas kan strippes væk, når den flyver gennem den varme klyngas, lukker stjernefødsel og transformerer galaksen."
Det første forslag om galaktisk kaos i denne klynge kom i 1994, da Very Large Array-radioteleskopet nær Socorro, NM, opdagede et usædvanligt antal radiogalakser i klyngen, kaldet Abell 2125. Radiokilder sporer både stjernedannelse og fodring af centrale sorte huller i galakse klynger. Radioobservationer viste også, at C153 skiller sig ud fra de andre galakser som en usædvanligt kraftig radiokilde.
Keel's team begyndte et omfattende program med yderligere observationer for at afsløre detaljer om galakserne. ”Dette var designet til at se, hvad forbindelsen muligvis kan være mellem begivenheder på 10 millioner lysårs skalaen til klyngefusionen, og hvad der sker dybt inde i de enkelte galakser,” siger Keel.
Røntgenobservationer fra ROSAT-satellitten (et akronym for Roentgen-satellitten) demonstrerede, at klyngen indeholder enorme mængder 36-millioners graden Fahrenheit (20-million-graders Kelvin) -gas, der omslutter galakserne. Gassen koncentreres i to hovedklumper snarere end glat fordelt over klyngen, som det ofte er tilfældet.
Dette styrkte mistanken om, at to galakse klynger faktisk kolliderer. I midten af slutningen af 1990'erne vendte astronomer Mayall 4-meter teleskop og WIYN 3,5 meter teleskop ved Kitt Peak National Observatory på klyngen for at analysere stjernelyset via spektroskopi. De fandt mange stjernedannende systemer og endda aktive, galaktiske sorte huller, der blev brændt af kollisionen. Den opløselige galakse C153 skilte sig dramatisk ud, da KPNO-teleskoper blev brugt til at fotomaptere klyngen i farve.
Astronomer trænede derefter NASAs Hubble-rumteleskop (HST) på C153 og løste en bisarr form. De fandt ud af, at galaksen ser usædvanligt klumpet ud med mange unge stjerneklynger og kaotiske støvfunktioner. Ud over de forstyrrede funktioner på galakseens disk viste HST også, at lyset i halen for det meste tilskrives den nylige stjernedannelse, hvilket giver et direkte link til strippingen af galaksen, da det passerede gennem klynkernen. Gas komprimeret langs galaksens forkant, som sne før en plov, antændte en ildstorm af ny stjernefødsel. Bevis for nyere stjernedannelse kommer også fra det optiske spektrum opnået ved det 10 meter store Gemini-teleskop på Hawaii. Spektret giver forskerne mulighed for at estimere tiden siden den seneste burst af stjerne dannelse.
Denne konklusion blev yderligere styrket, da det mosaiske kamera på Kitt Peaks Mayall-teleskop fandt en meget lang hale med udvidet gas, der kom ud af galaksen. Halen blev tilsyneladende delvist genereret af en orkan med stjernevind, der kogte ud af de nye stjernefødselsregioner og blev blæst bagud, mens galaksen streber gennem den omgivende varme gas i klyngen.
Spektroskopiske observationer med Gemini-teleskopet gjorde det muligt for astronomer at aldersdato starburst. De finder ud af, at 90 procent af C153's blå lys kommer fra en befolkning af stjerner, der er 100 millioner år gamle. Denne alder svarer til det tidspunkt, hvor galaksen skulle være gået igennem den tætteste gas i klynkernen.
Gemini-spektroskopiske observationer viser, at stjernerne befinder sig i et regelmæssigt mønster af orbitalbevægelse rundt om midten, som sædvanligt for diskgalakser. Der er imidlertid flere udbredte gasskyer, der bevæger sig uafhængigt af stjernerne. ”Dette er en vigtig anelse om, at noget ud over tyngdekræfter skal være på arbejde, da stjerner og gas reagerer på samme måde på rent tyngdekræfter,” siger Keel. ”Med andre ord, galaksens gas ved ikke, hvad stjernerne laver.”
NASAs Chandra røntgenobservatorium opdagede, at de køligere skyer, der blev opdaget med optiske teleskoper og en tilhørende radiofunktion, er indlejret i et langt større gasmiljø på flere millioner. Chandras data indikerer, at denne varme gas sandsynligvis blev beriget med tunge elementer af starburst og drevet ud af galaksen ved sin supersoniske bevægelse gennem den meget større sky af gas, der gennemsyrer klyngen.
Tilsammen giver disse observationer bevis for, at ramtrykket af ekstern gas i klyngen fjerner galakas egen gas. Denne proces er længe blevet antaget for at tage højde for den tvungne udvikling af klyngalakser. Dets efterspørgsel er blevet set på flere måder. Nogle eksempler i nærheden, Seyfert's Sextet og Stefan's Quintet, er stramme klynger, der viser kølvandet på kollisioner med høj hastighed.
Galaksen C153 er bestemt til at miste de sidste rester af sine spiralarme og blive en intetsigende S0-type galakse med en central bule og en disk, men ingen spiralarmsstruktur. Disse typer galakser er almindelige i de tætte galakse-klynger, der ses i dag. Astronomer planlægger at foretage nye observationer med Gemini igen i 2004 for at studere dynamikken i gas og stjerner i halen.
Medlemmer af videnskabsteamet er William Keel (University of Alabama), Frazer Owen (National Radio Astronomy Observatory), Michael Ledlow (Gemini Observatory) og Daniel Wang (University of Massachusetts).
NASAs Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., Administrerer Chandra-programmet til Office of Space Science, NASA's hovedkvarter, Washington. Northrop Grumman fra Redondo Beach, Californien, tidligere TRW, Inc., var den største udviklingsentreprenør for observatoriet. Smithsonian Astrophysical Observatory kontrollerer videnskab og flyveoperationer fra Chandra X-ray Center i Cambridge, Mass.
Original kilde: Chandra News Release
