Οι συγχωνεύσεις Galaxy δεν είναι ιδιαίτερα σπάνιες, αλλά είναι σημαντικά γεγονότα. Όχι μόνο για τους γαλαξίες που εμπλέκονται, αλλά και για τους επιστήμονες που προσπαθούν να συνενώσουν πώς εξελίσσονται οι γαλαξίες. Τώρα, οι αστρονόμοι που χρησιμοποιούν το ALMA έχουν βρει το πρώτο παράδειγμα συγχώνευσης γαλαξιών.
Το ζευγάρι των εν λόγω συγχωνευμένων γαλαξιών ονομάζεται B14-65666, ένα δυσκίνητο όνομα, αλλά επιστημονικά χρήσιμο. (Προς το παρόν θα το αναφέρουμε ως "το αντικείμενο.") Το αντικείμενο βρίσκεται 13 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, στον αστερισμό Sextans. Αυτό σημαίνει ότι το φως που βλέπουμε τώρα άφησε το αντικείμενο πριν από 13 δισεκατομμύρια χρόνια, λίγο μετά την έναρξη του Σύμπαντος.
Δεν είναι η πρώτη φορά που εντοπίστηκε αυτό το αντικείμενο. Προηγουμένως, το Hubble εντόπισε αυτό το αντικείμενο, αλλά εμφανίστηκε στο Hubble ως δύο ξεχωριστά αντικείμενα, πιθανώς αστέρια. Ωστόσο, η ομάδα που χρησιμοποιεί το Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), ίσως το πιο ευαίσθητο ραδιο τηλεσκόπιο στον κόσμο, έχει δείξει ότι το αντικείμενο είναι στην πραγματικότητα δύο συγχωνευμένοι γαλαξίες πριν από 13 δισεκατομμύρια χρόνια.
Τα αποτελέσματα αυτών των νέων παρατηρήσεων δημοσιεύονται στις Εκδόσεις της Αστρονομικής Εταιρείας της Ιαπωνίας στις 18 Ιουνίου 2019. Το όνομα της εφημερίδας είναι "Big Three Dragons": az = 7.15 Lyman Break Galaxy Galaxy Detected in [OIII] 88 um, [CII ] 158 um και Dust Continuum με ALMA. " Κύριος συγγραφέας της μελέτης είναι η Takuya Hashimoto από το Πανεπιστήμιο Waseda της Ιαπωνίας.
Όταν ο Hubble κοίταξε το αντικείμενο, περιοριζόταν στο φάσμα υπεριώδους ακτινοβολίας. Με αυτόν τον περιορισμό, το αντικείμενο φάνηκε να είναι δύο συστάδες αστεριών, ένα στα βορειοανατολικά και ένα στα νοτιοδυτικά. Αλλά όταν ο Χασίμιτο και η ομάδα του χρησιμοποίησαν τη δύναμη του Alma για να μελετήσουν το αντικείμενο, είδαν κάτι άλλο: τα ενδεικτικά δακτυλικά αποτυπώματα των χημικών στοιχείων.
Η ALMA μπόρεσε να δει τις εκπομπές ραδιοκυμάτων άνθρακα, οξυγόνου και σκόνης στο αντικείμενο. Η ανίχνευση αυτών των τριών σημάτων ήταν το κλειδί για το ξεκλείδωμα της φύσης του αντικειμένου.
Η ανάλυση έδειξε ότι το αντικείμενο έχει πράγματι δύο μέρη, όπως το πριόνι Hubble. Αλλά τα σήματα από άνθρακα, οξυγόνο και σκόνη πρόσθεσαν ένα άλλο επίπεδο πληροφοριών για το αντικείμενο, χάρη στην ALMA. Έδειξε ότι, ενώ οι δύο σταγόνες είναι ξεχωριστές, σχηματίζουν ένα ενιαίο σύστημα. Κάθε σταγόνα κινείται με διαφορετική ταχύτητα, κάτι που δείχνει ότι συγχωνεύονται δύο γαλαξίες.
«Με πλούσια δεδομένα από ALMA και HST, σε συνδυασμό με προηγμένη ανάλυση δεδομένων, θα μπορούσαμε να συνδυάσουμε τα κομμάτια για να δείξουμε ότι το B14-65666 είναι ένα ζευγάρι συγχωνευμένων γαλαξιών στην πρώτη εποχή του Σύμπαντος», εξηγεί ο Hashimoto σε δελτίο τύπου. "Η ανίχνευση ραδιοκυμάτων από τρία συστατικά σε τόσο μακρινό αντικείμενο δείχνει την υψηλή ικανότητα της ALMA να διερευνήσει το μακρινό Σύμπαν."
Σύμφωνα με τη μελέτη, το αντικείμενο είναι τώρα το πιο γνωστό παράδειγμα συγχώνευσης γαλαξιών. Οι ερευνητές υπολόγισαν επίσης ότι η συνολική αστρική μάζα του Β14-65666 ήταν λιγότερο από το 10% της μάζας του Γαλαξία. Αυτό σημαίνει ότι το αντικείμενο βρίσκεται στα πρώτα στάδια της εξέλιξής του. Αυτό έχει νόημα, αφού είναι αρχαίο.
Παρόλο που το αντικείμενο είναι νεαρό, είναι πολύ πιο ενεργό στην παραγωγή αστεριών από τον γαλαξία μας. Οι παρατηρήσεις της ALMA εντόπισαν υψηλές θερμοκρασίες και φωτεινότητα στη σκόνη. Οι συγγραφείς λένε ότι είναι πιθανώς αποτέλεσμα πολύ ισχυρής υπεριώδους ακτινοβολίας που παράγεται από ενεργό σχηματισμό αστεριών. Αυτός ο ενεργός σχηματισμός αστεριών είναι μια άλλη ένδειξη συγχώνευσης γαλαξιών, επειδή οι συγκρουόμενοι γαλαξίες υφίστανται πολλή συμπίεση αερίου, η οποία πυροδοτεί εκρήξεις σχηματισμού αστεριών. Όπως λένε οι συγγραφείς στην εφημερίδα τους, «… υποστηρίζουμε ότι το B14-65666 είναι ένας γαλαξίας αστέρι που προκαλείται από μια σημαντική συγχώνευση.»
«Το επόμενο βήμα μας είναι να αναζητήσουμε άζωτο, ένα άλλο σημαντικό χημικό στοιχείο, ακόμη και το μόριο του μονοξειδίου του άνθρακα», δήλωσε ο Akio Inoue, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Waseda, και μέλος της ερευνητικής ομάδας. "Τελικά, ελπίζουμε να κατανοήσουμε παρατηρητικά την κυκλοφορία και τη συσσώρευση στοιχείων και υλικού στο πλαίσιο του σχηματισμού και της εξέλιξης του γαλαξία."
Οι συγχωνεύσεις γαλαξιών αποτελούν σημαντικό μέρος της εξέλιξης των γαλαξιών. Συχνά, ένας μεγαλύτερος γαλαξίας καταπιεί ένα μικρότερο. Οι μικροί γαλαξίες μπορούν να συγχωνευτούν για να σχηματίσουν μεγαλύτερους, παρόλο που πιστεύεται ότι είναι σπάνιοι. Ο ίδιος ο Γαλαξίας μας έχει βιώσει συγχωνεύσεις που τον βοήθησαν να αναπτυχθεί στο σημερινό τεράστιο μέγεθος του.
Σε μια δημοσίευση του 2018, οι αστρονόμοι παρουσίασαν στοιχεία βάσει ενός αιώνα παρατηρήσεων που δείχνουν ότι ο Γαλαξίας περιέχει έναν πληθυσμό αστεριών από διαφορετικό γαλαξία. Πριν από περίπου δέκα δισεκατομμύρια χρόνια, ένας άλλος γαλαξίας συγκρούστηκε με τον δικό μας, αφήνοντας πίσω του έναν ξεχωριστό πληθυσμό αστεριών στο γαλαξιακό εσωτερικό φωτοστέφανο. Οι συγγραφείς αυτής της εφημερίδας υποστήριξαν ότι αυτά τα αστέρια προέρχονται από έναν μικρό γαλαξία που είχε περίπου το μέγεθος του Μικρού Μαγγελάνου Νέφους.
Σε περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, ο Γαλαξίας θα συγκρουστεί με τον γαλαξία Andromeda και θα συγχωνευθεί. Ο γαλαξίας που προκύπτει θα ονομάζεται, πιθανώς, Milkdromeda. Και τώρα, ο Γαλαξίας συγχωνεύεται με, ή τρώει, τον πολύ μικρότερο γαλαξία-φάντασμα που ονομάζεται Antlia 2 (Ant 2).
Οι συγγραφείς της μελέτης πιστεύουν ότι, όπως και ο Γαλαξίας μας, μπορεί να υπάρχουν περισσότερες συγχωνεύσεις στο μέλλον αντικείμενα (παρελθόν;) που δεν έχουν εντοπιστεί μέχρι στιγμής. Στην εφημερίδα λένε, "Αν και τα τρέχοντα δεδομένα μας δεν δείχνουν συνοδευτικά αντικείμενα γύρω από το B14-65666, τα μελλοντικά βαθύτερα δεδομένα ALMA θα μπορούσαν να αποκαλύψουν τους γαλαξίες συνοδείας γύρω στο B14-65666." Καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι το αντικείμενο είναι πρωταρχικός υποψήφιος για παρακολούθηση παρατηρήσεων. "Λαμβάνοντας υπόψη τα πλούσια διαθέσιμα δεδομένα και τη χωρικά εκτεταμένη φύση, το B14-65666 είναι ένας από τους καλύτερους στόχους για παρακολούθηση παρατηρήσεων με το ALMA και το <the> James Webb Space Telescope…"
Πηγές:
- Δελτίο Τύπου: Η ALMA βρίσκει το πρώτο παράδειγμα συγχώνευσης γαλαξιών
- Ερευνητικό έγγραφο: "Big Three Dragons": a z = 7.15 Lyman Break Galaxy Εντοπίστηκε σε [Oiii] 88 μm, [Cii] 158 μm και Dust Continuum με ALMA
- Καταχώριση Wikipedia: Galaxy Merger
- Ερευνητικό έγγραφο: Η συγχώνευση που οδήγησε στο σχηματισμό του εσωτερικού αστρικού φωτοστέφανου και του παχιού δίσκου του Γαλαξία
- Παρατηρητήριο ALMA
