Linnunradan galaksin keskipiste. Klikkaa suurentaaksesi
Tähtitieteilijät tutkivat lähellä olevia ”valoisia infrapunagalakseja” saadakseen paremman kuvan siitä, mistä erittäin kaukana olevat galaksit voivat näyttää. Jotkut näistä galakseista ovat 1/50-osaisia Linnunradan koosta (2000 valovuoden poikki), mutta niillä on sama määrä kaasua. Tämä tiiviisti pakattu kaasu aiheuttaa melkein jatkuvan tähtien muodostumisen ja syöttää supermassiivisia mustia reikiä. Tämä on todennäköisesti miltä näytti varhainen maailmankaikkeus.
Jos et voi matkustaa Waikiki Beachin viehättävään hiekkaan, voit aina tehdä seuraavan parhaan asian ja käydä paikallisella rannalla. Molemmat ”kuumat kohdat” saavat paljon aurinkoa.
Tähtitieteilijät käyttävät samanlaista nähtävyystaktiikkaa, tutkiessa lähellä sijaitsevia äärimmäisiä galakseja, joita kutsutaan ”valoisiksi infrapunagalakseiksi” oppiakseen varhaisen maailmankaikkeuden kaukaisimmista kollegoistaan. Tähtitieteilijä Christine Wilson (Smithsonian Astrophysical Observatory / McMaster University) ja hänen kollegansa ovat löytäneet yllättäviä yhteisiä piirteitä näiden äärimmäisten galaksien ja heidän arkipäivän serkkunsa, kuten Linnunrata, välillä.
"Nämä galaksit ovat tietyllä tavalla epätavallisia, mutta toisilla yllättäviä normaaleja", sanoi Wilson. "Ne ovat kuin jättiläisiä sekvenioita - ne näyttävät mahtavilta, mutta kasvavat samasta lialta kuin perus pensas."
Wilson esitteli tiiminsä tulokset tänään lehdistötilaisuudessa American Astronomical Society 208. kokouksessa.
Valaisevat ja erittäin valoisat infrapunagalaksit ovat tähti- ja pölysaaret, jotka emittoivat valtaosan (90-99 prosenttia) valostaan pitkillä infrapuna-aallonpituuksilla. Kaikki tunnetut esimerkit osoittavat galaktien vuorovaikutusta ja fuusioita, jotka herättävät niitä. Kaasu ja pöly kaatuvat yhdessä näiden galaksien keskuksiin polttaen valtavia tähtiä muodostuvia purskeita tai syöttäen jättiläisiä keskeisiä mustia reikiä.
"Kaikki näiden galaksien toiminta tapahtuu niiden keskuksissa", sanoi Wilson.
Samanlaiset vuorovaikutukset olivat paljon yleisempiä varhaisessa maailmankaikkeudessa, kun galaksit olivat lähempänä toisiaan. Havainnoissa on havaittu monia esimerkkejä äärimmäisistä galakseista 8-10 miljardin valovuoden etäisyyksillä. Noilla suurilla etäisyyksillä yksityiskohtainen tutkimus on vaikeaa nykyisillä instrumenteilla, joten tähtitieteilijät ovat kiinnostuneita läheisistä kollegoistaan.
Wilson ja hänen kollegansa käyttivät Smithsonianin Submillimeter Array -tapahtumaa tutkiakseen näitä galaktisia ”kuumia kohtia”. Matriisin korkea spatiaalinen resoluutio oli ratkaisevan tärkeä tässä tutkimuksessa, joka antoi joukkueelle mahdollisuuden koettaa galaktisia keskuksia, joissa suurin osa tähtiä muodostuu.
"Joillakin näistä galakseista on niin paljon kaasua kuin Linnunrata on paisunut alueelle, jonka koko alue on vain 2000 valoa - yksi viideskymmenesosa (1/50) galaksiamme koosta", selitti Wilson.
Noin kolme neljäsosaa ajasta kaasun voimat purskahtivat tähtiä. Muissa tapauksissa kaasu syöttää jättiläisen mustan aukon. Joko niin, paljon energiaa pumpataan infrapunaan.
Wilson ja hänen kollegansa määrittivät kaasun ja pölyn kokonaismäärät kussakin viidessä tutkimassaan valoisimmassa galaksissa. He jakoivat kaksi numeroa laskeakseen kaasun ja pölyn suhteen.
Linnunradan kaltaiset galaksit sisältävät tyypillisesti noin 100 kertaa enemmän kaasua kuin pöly. Yllättäen äärimmäisillä infrapunagalakseilla oli samanlaisia arvoja.
"Kun otetaan huomioon heidän epätavallinen ympäristö, en ole varma, että olisin odottanut normaalin kaasun ja pölyn suhteen", sanoi Wilson. "Se, että näemme normaaliarvon, ei viittaa vain siihen, että massalaskelmamme ovat oikeita, vaan myös siitä, että nämä galaksit ovat enemmän kuin omamme, kuin luulimme."
Valaisevilla infrapunagalakseilla on myös mielenkiintoisia eroja serkuihinsa varhaisessa universumissa. Esimerkiksi etäiset galaksit ovat tyypillisesti 10 kertaa kirkkaampia molekyylipäästöissä, mikä osoittaa, että ne sisältävät enemmän kaasua. Sillä kaasulla on taipumus myös liikkua nopeammin, mikä osoittaa, että galaksit ovat massiivisempia. Mielenkiintoisinta on, että etäiset äärimmäiset galaksit näyttävät olevan kooltaan suurempia, mikä viittaa siihen, että kaasun tiheys saattaa olla pienempi näissä kaukaisissa galakseissa huolimatta niiden suuremmasta kokonaismäärästä kaasua.
Wilsonin ja hänen tiiminsä tuleva työ keskittyy selvittämään, kuinka galaktien ominaisuudet muuttuvat vuorovaikutuksen ja fuusioiden edetessä ajan myötä.
Harvard-Smithsonian Astrophysics Center (CfA), jonka pääkonttori sijaitsee Cambridgessä, Massachusettsissa, on Smithsonian Astrophysical Observatoryn ja Harvard College Observatoryn yhteistyö. CfA: n tutkijat, jotka on jaettu kuuteen tutkimusosastoon, tutkivat maailmankaikkeuden alkuperää, evoluutiota ja lopullista kohtaloa.
Alkuperäinen lähde: CfA: n lehdistötiedote
