2010.08.16. - Ultraibolya glóriával újjászülető galaxisok

A NASA GALEX ultraibolya mesterséges holdjával és a Hubble Űrteleszkóppal kapott eredmények alapján megfelelő környezetben öreg galaxisok is másodvirágzásukat élhetik, melyről új csillagokból álló glóriáik tanúskodnak.

Fejlődésük közben a galaxisok felélik a bennük eredetileg felhalmozódott hideg gáz nagy részét, hiszen ebből az anyagból alakulnak ki a csillagok. A fejlődési szakasz végén a sok idős csillag és a magas portartalom miatt az egész galaxis jellemző színe a vörös lesz. A folyamatot katalizálhatja a galaxisok óriás elliptikus objektumokat eredményező összeolvadása, illetve spirálgalaxisok esetében egy sűrű galaxishalmazba történő behatolás, melynek során a spirális nemcsak a csillagkeletkezés alapanyagául szolgáló gáztartalmát, de a spirálkarjait is elveszíti, létrehozva egy lencse alakú (lentikuláris) galaxist.

A Tejútrendszerhez hasonló fiatal galaxisok esetében az aktív csillagkeletkezés miatt sokkal jellemzőbb a kék és az ultraibolya excesszus. A NASA GALEX (Galaxy Evolution Explorer) mesterséges holdja pontosan ilyen, a fiatalabb galaxisoknál a csillagkeletkezési aktivitást jelző ultraibolya sugárzási többlet után kutat. Ezért is okozott kisebb meglepetést, amikor Samir Salim (Indiana University) és Michael Rich (University of California, Los Angeles) a GALEX adatai alapján 29 "halott" galaxis esetében találtak excesszust az ultraibolya tartományban. A Hubble Űrteleszkóppal elvégzett alaposabb vizsgálatok azt mutatták, hogy a 29-ből 22 esetében az ultraibolya többletsugárzás a galaxis körüli struktúrákból származik, 15 esetben ezek határozottan gyűrű alakot mutatnak. A következtetés az, hogy ezekben az átlagosan 1,5 milliárd fényévre található idős galaxisokban csillagok keletkeznek. Kérdés egyrészt az, hogyan, másrészt az, hogy miért éppen gyűrű alakban.

Néhány idős, vörös galaxis kék és ultraibolya csillagkeletkezési gyűrűvel.
[NASA/ESA/JPL/Caltech/STScI/UCLA]

Gyűrű alakú galaxist elég nagy számban ismerünk, maga a Hubble is sok ilyet fényképezett. A struktúra létrejöttének egyik lehetséges magyarázata, amikor egy kisebb galaxis ütközik egy nagyobb centrumába, melynek eredményeként rengeteg csillag és gáz dobódik ki a nagyobb objektumból, létrehozva később a gyűrűt. Az ilyen kölcsönhatások azonban viszonylag ritkák, ezért Salim és Rich más magyarázat után nézett.

A galaxisok közötti tér nem üres. Az azt kitöltő ritka gázanyag nagy része hidrogén, a csillagkeletkezés alapanyaga. Salim és Rich azt sejtik, hogy a vizsgált galaxisok ebből a gázból gyűjtöttek be nagy mennyiséget. Ez megmagyarázza azt, hogy honnan van a csillagkeletkezéshez szükséges anyag, de nem ad választ arra, hogy ez a folyamat miért gyűrű alakban zajlik. A spirálgalaxisok egy bizonyos típusában a centrumon egy küllő halad át, s ezen galaxisok esetében gyakran megfigyelhető a gyűrű alakú struktúra is. Salimék szerint a gyűrű kialakulása a küllős szerkezettel lehet összefüggésben, ami még akkor is megmaradhat, ha a spirálkarok eltűnnek. Ennek alátámasztásához, a küllők egyértelmű kimutatásához azonban további megfigyelések szükségesek.

Az ESO 350-40 katalógusjelű Kocsikerék (Cartwheel Galaxy) az egyik legismertebb lentikuláris/gyűrűs galaxis. Az 500 millió fényévre lévő objektum valószínűleg egy kisebb galaxis nagyobb spirálisba történő ütközése következtében alakult ki. Az idős galaxisok körüli gyűrű alakú csillagkeletkezési területek magyarázatára azonban más elképzelések szükségesek.
[C. Struck and P. Appleton (Iowa State University)/K. Borne (Hughes STX Corporation)/R. Lucas (STScI)/NASA/ESA]

Érdekes egyébként, hogy míg a Tejútrendszernél néhányszor nagyobb tömegű galaxisok esetében megfigyelhető az ultraibolya excesszus, a még nagyobb tömegű csillagvárosokra ez már nem jellemző. Salim szerint ezeknél valami akadályozza a csillagkeletkezést, s így az ultraibolya többletsugárzás létrejöttét. Mivel a legnagyobb tömegű galaxisok legtöbbje elliptikus, ez azt sugallja, hogy az UV excesszus a lentikuláris galaxisok sajátja. Ennek bizonyítása azonban szintén további megfigyeléseket igényel.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

• Astronomy Now Online 2010.08.13.