Πιστωτική εικόνα: Chandra
Μια νέα εικόνα του Παρατηρητηρίου Ακτίνων Χ Chandra έδωσε μια από τις καλύτερες απόψεις δύο γαλαξιών παρόμοια με τον δικό μας Γαλαξία στη μέση μιας σύγκρουσης. Όλοι οι γαλαξίες, συμπεριλαμβανομένου και του δικού μας, έχουν περάσει από αυτό το είδος συγχώνευσης στο παρελθόν, οπότε αυτή η εικόνα βοηθά τους αστρονόμους να καταλάβουν πώς έφτασε το Σύμπαν όπως φαίνεται σήμερα. Οι γαλαξίες ξεκίνησαν την αργή σύγκρουση πριν από 10 εκατομμύρια χρόνια και έχουν ήδη δημιουργήσει περιοχές με έντονο σχηματισμό αστεριών και μπορεί τελικά να δημιουργήσουν μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα.
Το Παρατηρητήριο Ακτίνων Χ Chandra της NASA παρείχε την καλύτερη εικόνα ακτίνων Χ ακόμη και από δύο γαλαξίες που μοιάζουν με Γαλαξία στη μέση μιας σύγκρουσης. Επειδή όλοι οι γαλαξίες - συμπεριλαμβανομένου και του δικού μας - μπορεί να έχουν συγχωνευτεί, αυτό παρέχει μια εικόνα για το πώς το σύμπαν εμφανίστηκε όπως φαίνεται σήμερα.
Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι η μεγάλη συγχώνευση στον γαλαξία που είναι γνωστή ως Arp 220 προκάλεσε τον σχηματισμό τεράστιων αριθμών νέων αστεριών, έστειλε κύματα κλονισμού που διαπερνούν τον διαγαλαξιακό χώρο και θα μπορούσε ενδεχομένως να οδηγήσει στο σχηματισμό μιας υπερμεγέθης μαύρης τρύπας στο κέντρο του νέου ομίλου γαλαξίας. Τα δεδομένα του Chandra δείχνουν επίσης ότι η συγχώνευση αυτών των δύο γαλαξιών ξεκίνησε μόλις πριν από 10 εκατομμύρια χρόνια, σύντομα σε αστρονομικούς όρους.
«Οι παρατηρήσεις του Chandra δείχνουν ότι τα πράγματα πραγματικά ταλαντεύονται όταν δύο γαλαξίες συναντώνται ο ένας στον άλλο με πλήρη ταχύτητα», δήλωσε ο David Clements του Imperial College του Λονδίνου, ένα από τα μέλη της ομάδας που συμμετείχαν στη μελέτη. «Η εκδήλωση επηρεάζει τα πάντα, από το σχηματισμό τεράστιων μαύρων τρυπών έως τη διασπορά βαριών στοιχείων στο σύμπαν».
Το Arp 220 θεωρείται πρωτότυπο για την κατανόηση των συνθηκών στο πρώιμο σύμπαν, όταν τεράστιοι γαλαξίες και υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες πιθανώς σχηματίστηκαν από πολλές συγκρούσεις γαλαξιών. Σε μια σχετικά κοντινή απόσταση περίπου 250 εκατομμυρίων ετών φωτός, το Arp 220 είναι το πιο κοντινό παράδειγμα ενός «εξαιρετικά φωτεινούς» γαλαξία, που εκπέμπει μια τρισεκατομμύρια φορές περισσότερη ακτινοβολία από τον Ήλιο μας.
Η εικόνα του Chandra δείχνει μια φωτεινή κεντρική περιοχή στη μέση ενός λαμπερού νέφους αερίου πολλών εκατομμυρίων βαθμών σε σχήμα γυαλιού. Βιαστικά έξω από τον γαλαξία με εκατοντάδες χιλιάδες μίλια την ώρα, ο υπερθερμαινόμενος σχηματίζει ένα «σούπερ άνεμο», που πιστεύεται ότι οφείλεται σε εκρηκτική δραστηριότητα που δημιουργήθηκε από το σχηματισμό εκατοντάδων εκατομμυρίων νέων αστεριών.
Μακρύτερα, σε απόσταση 75.000 ετών φωτός, είναι γιγαντιαίοι λοβοί καυτού αερίου που θα μπορούσαν να είναι γαλαξιακά υπολείμματα που πέφτουν στον διαγαλαξιακό χώρο από τον πρώιμο αντίκτυπο της σύγκρουσης. Το αν οι λοβοί θα συνεχίσουν να επεκτείνονται στο διάστημα ή θα πέσουν πίσω στο Arp 220 είναι άγνωστο.
Το κέντρο του Arp 220 παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον. Οι παρατηρήσεις του Chandra επέτρεψαν στους αστρονόμους να εντοπίσουν μια πηγή ακτίνων Χ στην ακριβή θέση του πυρήνα ενός από τους γαλαξίες πριν από τη συγκέντρωση. Μια άλλη αμυδρή πηγή ακτίνων Χ που βρίσκεται κοντά μπορεί να συμπέσει με τον πυρήνα του υπόλοιπου γαλαξία. Η έξοδος ισχύος ακτίνων Χ αυτών των σημειακών πηγών είναι μεγαλύτερη από την αναμενόμενη για αστρικές μαύρες τρύπες που προκύπτουν από συνοδευτικά αστέρια. Οι συγγραφείς προτείνουν ότι αυτές οι πηγές θα μπορούσαν να οφείλονται σε υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στα κέντρα των συγχωνευμένων γαλαξιών.
Αυτές οι δύο υπόλοιπες πηγές είναι σχετικά αδύναμες και παρέχουν ισχυρές αποδείξεις για να υποστηρίξουν τη θεωρία ότι η εξαιρετική φωτεινότητα του Arp 220 - περίπου εκατό φορές εκείνη του γαλαξία μας στον Γαλαξία μας - οφείλεται στον ταχύ ρυθμό σχηματισμού αστεριών και όχι σε έναν ενεργό, υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο.
Ωστόσο, σε μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, αυτή η ισορροπία δύναμης μπορεί να αλλάξει. Οι δύο τεράστιες μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να συγχωνευθούν για να παράγουν μια κεντρική υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Αυτή η νέα διάταξη θα μπορούσε να προκαλέσει πολύ περισσότερο αέριο να πέσει στην κεντρική μαύρη τρύπα, δημιουργώντας μια πηγή ισχύος ίση ή μεγαλύτερη από αυτήν λόγω του σχηματισμού άστρων.
«Η ασυνήθιστη συγκέντρωση πηγών ακτίνων Χ στο κέντρο του Arp 220 υποδηλώνει ότι θα μπορούσαμε να παρατηρούμε τα πρώτα στάδια της δημιουργίας μιας υπερμεγέθης μαύρης τρύπας και την ενδεχόμενη αύξηση της ισχύος ενός ενεργού γαλαξιακού πυρήνα», δήλωσε ο Jonathan McDowell του το Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, MA, ένα άλλο μέλος της ομάδας που σπουδάζει Arp 220.
Οι Clements και McDowell συμμετείχαν σε αυτήν την έρευνα από μια διεθνή ομάδα ερευνητών από τις Ηνωμένες Πολιτείες, το Ηνωμένο Βασίλειο και την Ισπανία. Ο Chandra παρατήρησε το Arp 220 στις 24 Ιουνίου 2000, για περίπου 56.000 δευτερόλεπτα χρησιμοποιώντας το όργανο Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS).
Το ACIS αναπτύχθηκε για τη NASA από το Πανεπιστήμιο της Πενσυλβανίας, το University Park, PA και το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης, Cambridge, MA. Το Διαστημικό Κέντρο Πτήσης Marshall της NASA στο Huntsville της Ala, διαχειρίζεται το πρόγραμμα Chandra και η TRW, Inc., Redondo Beach, Calif., Είναι ο κύριος εργολάβος. Το κέντρο ακτίνων Χ Chandra του Smithsonian ελέγχει τις πτητικές επιστήμες και τις πτήσεις από το Cambridge της Mass.
