Bildekreditt: Chandra
Et nytt bilde fra Chandra X-Ray Observatory viser en fjern galakse som pleide å se ut som vår egen Melkevei som krasjet inn i en klynge av galakser med 7,5 millioner kilometer i timen. Kraften til denne kollisjonen er så sterk at det omgivende hydrogen i galaksen blir fjernet, og bare etterlater skjelettens spiralarmer. Uten hydrogen har ny stjernedannelse i galaksen stoppet opp. Selv om galakse-kollisjoner har blitt sett før, er dette den raskeste og voldelige man noensinne har sett.
Etterfølgende 200.000 lysår lange streamere med sytende gass, en galakse som en gang var som vår Melkevei, blir strødd når den stuper 4,5 millioner kilometer i timen gjennom hjertet av en fjern klynge av galakser. I denne uvanlig voldelige kollisjonen med klyngass i omgivelsene blir galaksen strippet ned til skjelettens spiralarmer når den blir hentet ut av friskt hydrogen for å lage nye stjerner.
Galaksens for tidlige bortgang gir nye ledetråder for å løse mysteriet om hva som skjer med spiralgalakser i et voldelig univers. Utsikt over det tidlige universet viser at spiralgalakser en gang var mye mer rike i rike galakser. Men de ser ut til å ha forsvunnet over kosmisk tid. Hvor har disse “savnede kroppene” gått?
Astronomer bruker et bredt spekter av teleskoper og analyseteknikker for å utføre et "CSI" eller Crime Scene Investigator-stil-blikk på hva som skjer med denne galaksen i klyngens røffe nabolag. "Det er et tydelig tilfelle av angrep på galaksen og batteriet," sier William Keel fra University of Alabama. "Dette er første gang vi har et komplett utvalg av resultater fra slike forskjellige teknikker som viser at forbrytelsen er begått og modus operandi."
Keel og kolleger legger ut "rettsmedisinske bevis" for galaksens sene liv, i en serie presentasjoner i dag i Atlanta, Ga., På det 203. møtet i American Astronomical Society. Astronomer har samlet bevisene ved å kombinere en rekke diagnostiske observasjoner fra teleskoper som analyserer galaksenes utseende i røntgen-, optisk og radiolys. Parallelle observasjoner på forskjellige bølgelengder sporer hvordan stjerner, gass og støv kastes rundt og rives fra den skjøre galaksen, kalt C153. Selv om slike "nød" -galakser har blitt sett før, er denne bortfallet uvanlig raskt og voldelig. Galaksen tilhører en klynge av galakser som smalt inn i en annen klynge for rundt 100 millioner år siden. Denne galaksen tok rytmen i julingen da den falt langs en bane rett gjennom den tette kjernen i det kolliderende klyngen.
"Dette hjelper med å forklare de rare røntgen- og radioutslippene vi ser," sier Keel. "Galaksen er et laboratorium for å studere hvordan gass kan strippes bort når den flyr gjennom den varme klyngassen, stenger stjernefødsel og transformerer galaksen."
Det første antydningen om galaktisk kaos i denne klyngen kom i 1994 da Very Large Array-radioteleskopet nær Socorro, NM, oppdaget et uvanlig antall radiogalakser i klyngen, kalt Abell 2125. Radiokilder sporer både stjernedannelse og fôring av sentrale sorte hull i galakse klynger. Radioobservasjonene viste også at C153 skilte seg ut fra de andre galaksene som en usedvanlig kraftig radiokilde.
Keels team startet et omfattende program med ytterligere observasjoner for å avdekke detaljer om galaksenes. "Dette ble designet for å se hva forbindelsen muligens kan være mellom hendelser på 10 millioner lysårsskalaen til klyngesammenslåingen og hva som skjer dypt inne i individuelle galakser," sier Keel.
Røntgenobservasjoner fra ROSAT-satellitten (et akronym for Roentgen Satellite) demonstrerte at klyngen inneholder enorme mengder 36 millioner grader Fahrenheit (20 millioner grader Kelvin) gass som omslutter galaksenes. Gassen konsentreres til to hovedklumper i stedet for å fordeles jevnt over klyngen, slik det er mer vanlig.
Dette styrket mistanken om at to galakse-klynger faktisk kolliderer. På midten av slutten av 1990-tallet snudde astronomer Mayall 4-meter teleskop og WIYN 3,5 meter teleskop ved Kitt Peak National Observatory på klyngen for å analysere stjernelyset via spektroskopi. De fant mange stjernedannende systemer og til og med aktive galaktiske sorte hull drevet av kollisjonen. Den oppløsende galaksen C153 skilte seg dramatisk ut da KPNO-teleskopene ble brukt til å fotografere klyngen i farger.
Astronomer trente deretter NASAs Hubble-romteleskop (HST) på C153 og løste en bisarr form. De fant ut at galaksen ser uvanlig klumpete ut med mange unge stjerneklynger og kaotiske støvfunksjoner. Foruten de forstyrrede funksjonene på galaksens disk, viste HST også at lyset i halen for det meste tilskrives den nylige stjernedannelsen, noe som gir en direkte kobling til stripping av galaksen når den passerte gjennom klyngekjernen. Gass komprimert langs galaksens forkant, som snø før en plog, antente en ildstorm av ny stjernefødsel. Bevis for nylig stjernedannelse kommer også fra det optiske spekteret som ble oppnådd på det 10 meter store Gemini-teleskopet på Hawaii. Spekteret lar forskerne estimere tiden siden den siste utbruddet av stjernedannelse.
Denne konklusjonen ble ytterligere styrket da det mosaiske kameraet på Kitt Peaks Mayall-teleskop fant en veldig lang hale med utvidet gass som kom ut av galaksen. Halen ble tilsynelatende generert delvis av en orkan med stjernevind som kokte av de nye stjernefødselsregionene og ble blåst bakover mens galaksen streber gjennom den omkringliggende varme gassen i klyngen.
Spektroskopiske observasjoner med Gemini-teleskopet ga astronomer mulighet til å aldersdato stjerneskuddet. De opplever at 90 prosent av C153s blålys kommer fra en befolkning av stjerner som er 100 millioner år gamle. Denne alderen tilsvarer den tiden galaksen skal ha gått gjennom den tetteste gassen i klyngekjernen.
Gemini-spektroskopiske observasjonene viser at stjernene er i et vanlig mønster av orbital bevegelse rundt sentrum, som vanlig for diskgalakser. Imidlertid er det flere utbredte skyer av gass som beveger seg uavhengig av stjernene. "Dette er en viktig anelse om at noe utover gravitasjonskrefter må være på jobb, siden stjerner og gass reagerer på samme måte på rent gravitasjonskrefter," sier Keel. "Med andre ord, galaksens gass vet ikke hva stjernene gjør."
NASAs Chandra røntgenobservatorium oppdaget at de kjøligere skyene som ble oppdaget med optiske teleskoper og en tilhørende radiofunksjon er innebygd i en mye større gassspor på flere millioner. Chandras data indikerer at denne varme gassen antagelig ble beriket i tunge elementer av stjerneskuddet og drevet ut av galaksen med sin supersoniske bevegelse gjennom den mye større skyen av gass som gjennomsyrer klyngen.
Til sammen gir disse observasjonene bevis på at trykktrykket til ekstern gass i klyngen fjerner galakas egen gass. Denne prosessen har lenge blitt antatt for å redegjøre for den tvungne utviklingen av klyngalakser. Etterdønningene har blitt sett på flere måter. Noen eksempler i nærheten, Seyfert's Sextet og Stefan's Quintet, er trange klynger som viser kjølvannet av kollisjoner med høy hastighet.
Galaksen C153 er bestemt til å miste de siste restene av sine spiralarmer og bli en blid S0-type galakse som har en sentral bule og skive, men ingen spiralarmsstruktur. Disse typer galakser er vanlige i de tette galakse-klyngene som sees i dag. Astronomer planlegger å gjøre nye observasjoner med Gemini igjen i 2004 for å studere dynamikken til gassen og stjernene i halen.
Vitenskapsteamets medlemmer 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 for Office of Space Science, NASAs hovedkvarter, Washington. Northrop Grumman fra Redondo Beach, California, tidligere TRW, Inc., var den viktigste utviklingsentreprenøren for observatoriet. Smithsonian Astrophysical Observatory kontrollerer vitenskap og flyoperasjoner fra Chandra X-ray Center i Cambridge, Mass.
Originalkilde: Chandra News Release
