Изображение предоставлено: Chandra
Новое изображение из рентгеновской обсерватории Чандра показывает отдаленную галактику, которая выглядела как наш Млечный Путь, врезавшийся в скопление галактик со скоростью 7,5 миллионов километров в час. Сила этого столкновения настолько сильна, что окружающий водород в галактике удаляется, оставляя только скелетные спиральные рукава. Без водорода образование новой звезды в галактике остановилось. Хотя столкновения галактик были замечены и раньше, это самое быстрое и сильное за всю историю.
Пролистывая потоки кипящего газа длиной 200 000 световых лет, галактика, которая когда-то была похожа на наш Млечный путь, разлетается, поскольку она погружается со скоростью 4,5 миллиона миль в час через сердце отдаленного скопления галактик. В этом необычайно сильном столкновении с окружающим кластерным газом галактика раздевается до скелетных спиральных рукавов, поскольку она потрошена из свежего водорода для создания новых звезд.
Несвоевременная гибель галактики предлагает новые ключи к разгадке тайны того, что происходит со спиральными галактиками в насильственной вселенной. Виды ранней Вселенной показывают, что когда-то спиральные галактики были гораздо более многочисленными в богатых скоплениях галактик. Но они, похоже, исчезали в течение космического времени. Куда делись эти «пропавшие тела»?
Астрономы используют широкий спектр телескопов и методов анализа, чтобы провести «CSI» или взгляд исследователя на месте преступления, чтобы узнать, что происходит с этой галактикой в грубой окрестности ее скопления. «Это явный случай нападения галактики и батареи», - говорит Уильям Кил из Университета Алабамы. «Это первый раз, когда мы получаем полный набор результатов таких разрозненных методов, показывающих совершаемое преступление и образ действия».
Кил и его коллеги излагают «судебные доказательства» поздней жизни галактики в серии сегодняшних выступлений в Атланте, штат Джорджия, на 203-м заседании Американского астрономического общества. Астрономы собрали доказательства, объединив множество диагностических наблюдений с телескопов, анализирующих внешний вид галактики в рентгеновском, оптическом и радиолампе. Параллельные наблюдения на разных длинах волн показывают, как звезды, газ и пыль выбрасываются и отрываются от хрупкой галактики, называемой C153. Хотя такие «проблемные» галактики были замечены и раньше, гибель этого человека необычайно стремительна и жестока. Галактика принадлежит к группе галактик, которая врезалась в другую группу около 100 миллионов лет назад. Эта галактика приняла на себя основной удар избиения, когда она падала по траектории прямо через плотное ядро сталкивающегося скопления.
«Это помогает объяснить странные рентгеновские и радиоизлучения, которые мы видим», - говорит Кил. «Галактика - лаборатория для изучения того, как газ может быть удален, когда он летит через горячий кластерный газ, останавливая рождение звезды и преобразовывая галактику».
Первое предположение о галактическом беспределе в этом скоплении было сделано в 1994 году, когда радиотелескоп Very Large Array вблизи Сокорро, штат Нью-Мексико, обнаружил необычное количество радиогалактик в скоплении, называемое Abell 2125. Радиоисточники отслеживают как образование звезд, так и питание центральной черные дыры в скоплениях галактик. Радионаблюдения также показали, что C153 выделялся среди других галактик как исключительно мощный радиоисточник.
Команда Киля начала обширную программу дальнейших наблюдений, чтобы раскрыть детали о галактиках. «Это было сделано для того, чтобы увидеть, какая связь может быть между событиями слияния кластеров в масштабе 10 миллионов световых лет и тем, что происходит глубоко внутри отдельных галактик», - говорит Кил.
Рентгеновские наблюдения со спутника ROSAT (сокращение от «Рентгеновский спутник») показали, что в скоплении содержится огромное количество газа в 36 миллионов градусов по Фаренгейту (20 миллионов градусов Кельвина), который охватывает галактики. Газ концентрируется в виде двух основных кусков, а не плавно распределяется по кластеру, как это чаще всего бывает.
Это укрепило подозрение, что два скопления галактик действительно сталкиваются. В середине-конце 1990-х астрономы включили 4-метровый телескоп Mayall и 3,5-метровый телескоп WIYN в Национальной обсерватории Китт-Пик на скоплении, чтобы проанализировать свет звезд с помощью спектроскопии. Они обнаружили много звездообразующих систем и даже активные галактические черные дыры, вызванные столкновением. Распадающаяся галактика C153 резко выделялась, когда телескопы KPNO использовались для фотокартирования скопления в цвете.
Затем астрономы натренировали космический телескоп НАСА им. Хаббла (HST) на C153 и нашли причудливую форму. Они обнаружили, что галактика выглядит необычно комковатой со многими молодыми звездными скоплениями и хаотическими пылевыми особенностями. Помимо разрушенных элементов в диске галактики, HST также показал, что свет в хвосте в основном связан с недавним образованием звезд, обеспечивая прямую связь с зачисткой галактики, когда она проходила через ядро скопления. Газ, сжатый вдоль переднего края галактики, как снег перед плугом, зажег огненную бурю рождения новой звезды. Доказательства недавнего звездообразования также получены из оптического спектра, полученного на 10-метровом телескопе Gemini North на Гавайях. Спектр позволяет исследователям оценить время с момента последнего всплеска звездообразования.
Этот вывод получил дальнейшее подтверждение, когда камера «Мозаика» на телескопе Миталла Китта Пика обнаружила очень длинный хвост протяженного газа, выходящего из галактики. Хвост, по-видимому, был отчасти вызван ураганом звездных ветров, испаряющихся из новых областей рождения звезд и выдуваемых назад, когда галактика проникает сквозь окружающий горячий газ скопления.
Спектроскопические наблюдения с помощью телескопа Джемини позволили астрономам датировать возраст звездообразования. Они обнаружили, что 90 процентов синего света C153 происходит от популяции звезд, возраст которых 100 миллионов лет. Этот возраст соответствует времени, когда галактика должна была пройти через самый плотный газ в ядре скопления.
Спектроскопические наблюдения Близнецов показывают, что звезды находятся в правильном орбитальном движении вокруг центра, как обычно для дисковых галактик. Однако существует множество распространенных газовых облаков, движущихся независимо от звезд. «Это важный признак того, что что-то помимо гравитационных сил должно работать, поскольку звезды и газ одинаково реагируют на чисто гравитационные силы», - говорит Кил. «Другими словами, газ галактики не знает, что делают звезды».
Рентгеновская обсерватория Чандра НАСА обнаружила, что более холодные облака, обнаруженные с помощью оптических телескопов и связанных с ними радиосигналов, встроены в гораздо более крупный след газа, измеряемый на несколько миллионов градусов. Данные Чандры показывают, что этот горячий газ, вероятно, был обогащен тяжелыми элементами в результате звездного взрыва и вытеснен из галактики своим сверхзвуковым движением через гораздо большее облако газа, которое пронизывает скопление.
В совокупности эти наблюдения свидетельствуют о том, что давление плунжера внешнего газа в скоплении снимает собственный газ галактики. Этот процесс давно выдвигается гипотеза для объяснения вынужденной эволюции скопления галактик. Его последствия были замечены несколькими способами. Некоторые близлежащие примеры, секстет Сейферта и квинтет Стефана, представляют собой узкие скопления, которые показывают последствия высокоскоростных столкновений.
Галактике C153 суждено потерять последние остатки своих спиральных рукавов и превратиться в мягкую галактику типа S0 с центральной выпуклостью и диском, но без структуры спиральных рукавов. Эти типы галактик распространены в скоплениях галактик, наблюдаемых сегодня. Астрономы планируют провести новые наблюдения с Близнецами снова в 2004 году, чтобы изучить динамику газа и звезд в хвосте.
Членами научной группы являются Уильям Кил (Университет Алабамы), Фрейзер Оуэн (Национальная радиоастрономическая обсерватория), Майкл Ледлоу (Обсерватория Близнецов) и Дэниел Ван (Университет Массачусетса).
Центр космических полетов имени Маршалла при НАСА, Хантсвилл, штат Алабама, управляет программой «Чандра» для Управления космических наук, штаб-квартира НАСА, Вашингтон. Нортроп Грумман из Редондо-Бич, Калифорния, ранее TRW, Inc., был главным подрядчиком по разработке обсерватории. Смитсоновская астрофизическая обсерватория контролирует научные и летные операции из рентгеновского центра Чандра в Кембридже, штат Массачусетс.
Первоисточник: Пресс-релиз Чандры
