Galaxy fusjoner er ikke spesielt sjeldne, men de er viktige hendelser. Ikke bare for de involverte galaksene, men for forskere som prøver å dele sammen hvordan galakser utvikler seg. Nå har astronomer som bruker ALMA funnet det tidligste eksemplet ennå på sammenslåing av galakser.
Paret av sammenslående galakser som kalles B14-65666, et uhåndterlig navn, men vitenskapelig nyttig. (Foreløpig vil vi referere til det som "objektet.") Objektet ligger 13 milliarder lysår unna, i stjernebildet Sextans. Det betyr at lyset vi ser nå forlot objektet for 13 milliarder år siden, kort tid etter begynnelsen av universet.
Dette er ikke første gang dette objektet blir oppdaget. Tidligere oppdaget Hubble dette objektet, men det så ut for Hubble som to separate objekter, sannsynligvis stjerneklynger. Men teamet som bruker Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), kanskje verdens mest følsomme radioteleskop, har vist at objektet faktisk er to sammenflettende galakser for 13 milliarder år siden.
Resultatene fra disse nye observasjonene blir publisert i Publications of the Astronomical Society of Japan 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 av studien er Takuya Hashimoto fra Waseda University, Japan.
Da Hubble så på objektet, var det begrenset til det ultrafiolette spekteret. Med den begrensningen så det ut til at gjenstanden var to stjerneklynger, en i nordøst og en i sørvest. Men da Hashimoto og teamet hans brukte Almas makt til å studere gjenstanden, så de noe annet: de fingeravtrykkene fra kjemiske elementer.
ALMA var i stand til å se radiobølgutslippene av karbon, oksygen og støv i gjenstanden. Oppdagelsen av disse tre signalene var nøkkelen til å låse opp objektets natur.
Analyse viste at objektet faktisk har to deler, akkurat som Hubble sag. Men signalene fra karbon, oksygen og støv tilførte nok et lag informasjon om gjenstanden, takket være ALMA. Den viste at mens de to klemmene er forskjellige, danner de et enkelt system. Hver klatt beveger seg i en annen hastighet, noe som viser at de er to galakser som fusjonerer.
"Med rike data fra ALMA og HST, kombinert med avansert dataanalyse, kunne vi sette sammen brikkene for å vise at B14-65666 er et par sammenslående galakser i den tidligste tiden av universet," forklarer Hashimoto i en pressemelding. "Påvisning av radiobølger fra tre komponenter i et så langt objekt viser ALMAs høye evne til å undersøke det fjerne universet."
I følge studien er objektet nå det tidligst kjente eksemplet på en galakssammenslåing. Forskerne estimerte også den totale stjernemassen til B14-65666 som mindre enn 10% av Melkeveiens masse. Dette betyr at objektet er i de tidligste stadiene av dens utvikling. Dette er fornuftig, siden det er eldgammelt.
Selv om gjenstanden er ung, er den mye mer aktiv i stjerneproduksjon enn vår egen galakse er. ALMA-observasjoner oppdaget høye temperaturer og lysstyrke i støvet. Forfatterne sier at det sannsynligvis er et resultat av veldig kraftig ultrafiolett stråling produsert av aktiv stjernedannelse. Den aktive stjernedannelsen er en annen indikasjon på sammenslåing av galakser, fordi kolliderende galakser gjennomgår mye gasskompresjon, noe som utløser sprengninger av stjernedannelse. Som forfatterne sier i papiret, "... vi hevder at B14-65666 er en stjernebarstgalakse indusert av en større fusjon."
"Det neste trinnet vårt er å søke etter nitrogen, et annet viktig kjemisk element og til og med karbonmonoksydmolekylet," sa Akio Inoue, professor ved Waseda University, og en del av forskerteamet. "Til slutt håper vi å observere observasjonelt sirkulasjonen og ansamlingen av elementer og materiale i sammenheng med galaksedannelse og evolusjon."
Galaxy fusjoner er en viktig del av utviklingen av galakser. Ofte svelger en større galakse en mindre. Små galakser kan smelte sammen og danne større, selv om det antas å være sjeldent. Vår helt egen Melkevei har opplevd fusjoner som hjalp den å vokse til sin nåværende enorme størrelse.
I en artikkel fra 2018 presenterte astronomer bevis basert på et århundre med observasjoner som viser at Melkeveien inneholder en befolkning av stjerner fra en annen galakse. For omtrent ti milliarder år siden kolliderte en annen galakse med vår egen, og etterlot seg en distinkt populasjon av stjerner i den galaktiske indre glorie. Forfatterne av den artikkelen hevdet at stjernene er fra en liten galakse som var omtrent på størrelse med den lille magellanske skyen.
Om omtrent 4,5 milliarder år vil Melkeveien kollidere med Andromeda Galaxy og slå seg sammen. Den resulterende galaksen vil bli kalt, muligens, Milkdromeda. Og akkurat nå smelter Melkeveien sammen med, eller spiser, den mye mindre spøkelsesgalaksen kalt Antlia 2 (Ant 2).
Forfatterne av studien tror at omtrent som vår Melkevei, kan det være flere sammenslåinger i fremtidens objekter (fortid?) Som hittil er uoppdaget. I papiret sier de: "Selv om våre nåværende data ikke viser ledsagerobjekter rundt B14-65666, kan fremtidige dypere ALMA-data avsløre følgesgalakser rundt B14-65666." De konkluderer med at objektet er en førstekandidat for oppfølgingsobservasjoner. "Gitt den rike tilgjengelige data og romlig utvidede natur, er B14-65666 et av de beste målene for oppfølgingsobservasjoner med ALMA og <the> James Webb romteleskop ..."
Kilder:
- Pressemelding: ALMA finner tidligste eksempel på sammenslåing av galakser
- Forskningsoppgave: “Store tre drager”: a z = 7.15 Lyman Break Galaxy Detected in [Oiii] 88 um, [Cii] 158 um, and Dust Continuum with ALMA
- Wikipedia-oppføring: Galaxy-fusjon
- Forskningsartikkel: Fusjonen som førte til dannelsen av Melkeveiens indre stjernehalo og tykk disk
- ALMA Observatorium
