Galaktien sulautumiset eivät ole erityisen harvinaisia, mutta ne ovat tärkeitä tapahtumia. Ei vain mukana oleville galakseille, vaan tutkijoille, jotka yrittävät koota yhteen kuinka galaksit kehittyvät. Nyt tähtitieteilijät, jotka käyttävät ALMA: ta, ovat löytäneet aikaisimman esimerkin vielä galaksejen yhdistämisestä.
Kyseistä paria yhdistäviä galakseja kutsutaan B14-65666, hankala nimi, mutta tieteellisesti hyödyllinen. (Toistaiseksi me kutsumme sitä ”esineeksi”.) Kohde on 13 miljardin valovuoden päässä Sextans-tähdistössä. Tämä tarkoittaa, että nyt näkyvä valo poistui esineestä 13 miljardia vuotta sitten, pian maailmankaikkeuden alkamisen jälkeen.
Tämä ei ole ensimmäinen kerta, kun tämä esine havaitaan. Aikaisemmin Hubble huomasi tämän objektin, mutta se näytti Hubblelle kahdesta erillisestä objektista, luultavasti tähtiryhmistä. Mutta joukkue, joka käyttää ATAcama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) -laitetta, kenties maailman herkintä radioteleskooppia, on osoittanut, että kohde on itse asiassa kaksi yhdistävää galaksia 13 miljardia vuotta sitten.
Näiden uusien havaintojen tulokset julkaistaan Japanin Astronomical Society -julkaisuissa 18. kesäkuuta 2019. Lehden nimi on ”Kolme suurta lohikäärmettä”: az = 7.15 Lymanin murrosgalaksi havaittu [OIII] 88 um, [CII ] 158 um, ja pölyjäännös ALMA: n kanssa. " Tutkimuksen pääkirjailija on Takuya Hashimoto Wasedan yliopistosta, Japani.
Kun Hubble katsoi kohdetta, se rajoittui ultraviolettipektriin. Tällä rajoituksella esine näytti olevan kaksi tähtiklusteria, yksi koillisosassa ja toinen lounaisosassa. Mutta kun Hashimoto ja hänen tiiminsä käyttivät Alman voimaa tutkia kohdetta, he näkivät jotain muuta: kemiallisten elementtien ilmaisimien sormenjäljet.
ALMA pystyi näkemään esineen hiili-, happi- ja pölyradioaaltosäteilyn. Näiden kolmen signaalin havaitseminen oli avain objektin luonnon vapauttamiseen.
Analyysi osoitti, että esineellä on todellakin kaksi osaa, aivan kuten Hubble-saha. Mutta hiilen, hapen ja pölyn signaalit lisäsivät toisen kerroksen esineeseen ALMA: n ansiosta. Se osoitti, että vaikka nämä kaksi läiskää ovat erilliset, ne muodostavat yhden järjestelmän. Jokainen möykky liikkuu eri nopeudella, mikä osoittaa, että ne ovat kaksi galaksia, jotka sulautuvat yhteen.
"Rikkaalla ALMA: n ja HST: n tiedolla yhdistettynä edistyneeseen data-analyysiin voisimme koota palat osoittamaan, että B14-65666 on pari yhdistyviä galakseja maailmankaikkeuden varhaisimmalla aikakaudella", selittää Hashimoto lehdistötiedotteessa. "Radioaaltojen havaitseminen kolmesta komponentista sellaisessa kaukana olevassa esineessä osoittaa ALMA: n korkean kyvyn tutkia kaukaista maailmankaikkeutta."
Tutkimuksen mukaan kohde on nyt varhaisin tunnettu esimerkki galaksien sulautumisesta. Tutkijat arvioivat myös B14-65666: n tähtimassan olevan alle 10% Linnunradan massasta. Tämä tarkoittaa, että esine on evoluutionsa varhaisimmissa vaiheissa. Tämä on järkevää, koska se on muinainen.
Vaikka esine on nuori, se on star-tuotannossa paljon aktiivisempaa kuin oma galaksemme. ALMA-havainnot havaitsivat pölyssä korkeita lämpötiloja ja kirkkautta. Kirjoittajat väittävät, että se on todennäköisesti seurausta erittäin voimakkaasta ultraviolettisäteilystä, joka syntyy aktiivisesta tähtiä muodostettaessa. Tämä aktiivinen tähdenmuodostus on toinen osoitus galaksien sulautumisesta, koska törmättävissä galakseissa tapahtuu paljon kaasunpuristusta, mikä laukaisee tähtiä muodostuvien purskeiden. Kuten kirjoittajat sanovat paperissaan, "... väitämme, että B14-65666 on tähtitorvegalaksi, jonka on aiheuttanut suurten sulautumisten aiheuttama".
"Seuraava askel on etsiä typpeä, toista suurta kemiallista alkuainetta ja jopa hiilimonoksidimolekyyliä", kertoi Akase Inoue, Wasedan yliopiston professori ja osa tutkimusryhmää. "Toivomme lopulta ymmärtävän havainnollisesti elementtien ja materiaalien liikkumista ja kertymistä galaksien muodostumisen ja evoluution yhteydessä."
Galaktien fuusioituminen on tärkeä osa galaksien evoluutiota. Usein suurempi galaksi nielee pienemmän. Pienet galaksit voivat yhdistyä suuremmiksi, vaikka sen ajatellaan olevan harvinaista. Oma Linnunrata on kokenut fuusioita, jotka auttoivat sitä kasvamaan nykyiseen valtavaan kokoonsa.
Vuoden 2018 lehdessä tähtitieteilijät esittivät todisteita vuosisadan havaintoihin perustuen osoittaen, että Linnunrata sisältää tähtikantaa eri galakseista. Noin kymmenen miljardia vuotta sitten toinen galaksi törmäsi omaamme, jättäen jälkeensä selkeän tähtipopulaation galaktisen sisähaloksen sisällä. Lehden kirjoittajat väittivät, että nuo tähdet ovat pienestä galaksista, joka oli suunnilleen pienen Magellanin pilven kokoinen.
Noin 4,5 miljardin vuoden sisällä Linnunrata törmää Andromedan galaksin kanssa ja sulautuu yhteen. Tuloksena olevaa galaksia kutsutaan mahdollisesti Milkdromedaksi. Ja juuri tällä hetkellä Linnunrata on sulautumassa tai syömässä paljon pienempään haamugalaksiin nimeltä Antlia 2 (Ant 2).
Tutkimuksen kirjoittajat ajattelevat, että kuten Linnunradan tapaan, tulevaisuuden (menneisyyden) kohteissa saattaa olla enemmän fuusioita, joita toistaiseksi ei ole havaittu. Lehdessä he sanovat: "Vaikka nykyiset tietomme eivät näytä kumppaniobjekteja B14-65666: n ympärillä, tulevat syvemmät ALMA-tiedot saattavat paljastaa seurakuntagalakseja B14-65666: n ympärillä." He päättelevät, että esine on ensisijainen ehdokas seurannan havainnoille. "Käytettävissä olevan runsaan tiedon ja alueellisesti laajennetun luonteen vuoksi B14-65666 on yksi parhaimmista kohteista seurantatutkimuksille ALMA: n ja James Webbin avaruusteleskoopin avulla ..."
Lähteet:
- Lehdistötiedote: ALMA löytää aikaisimman esimerkin galaksien sulautumisesta
- Tutkimuspaperi: ”Kolme suurta lohikäärmettä”: a z = 7,15 Lymanin murrosgalaksi havaittiin [Oiiissa] 88 μm, [Cii] 158 um ja pölyjäännöksessä ALMA: n kanssa
- Wikipedian merkintä: Galaxy fuusio
- Tutkimuspaperi: Sulautuma, joka johti Linnunradan sisäisen tähtien halogeenin ja paksun levyn muodostumiseen
- ALMA-observatorio
