Πιστωτική εικόνα: Chandra
Μια νέα εικόνα από το Παρατηρητήριο Ακτίνων Χ Chandra δείχνει έναν μακρινό γαλαξία που έμοιαζε με τον δικό μας Γαλαξία να συντρίβει σε ένα σύμπλεγμα γαλαξιών με ταχύτητα 7,5 εκατομμύρια χιλιόμετρα την ώρα. Η δύναμη αυτής της σύγκρουσης είναι τόσο ισχυρή που το περιβάλλον υδρογόνο στον γαλαξία αφαιρείται, αφήνοντας μόνο τους σκελετικούς σπειροειδείς βραχίονες. Χωρίς υδρογόνο, ο σχηματισμός νέων αστεριών στον γαλαξία έχει σταματήσει. Παρόλο που οι συγκρούσεις γαλαξιών έχουν ήδη δει, είναι η πιο γρήγορη και βίαιη που έχει δει ποτέ.
Ακολουθώντας 200.000 φωταγωγές αερίου, ένας γαλαξίας που κάποτε ήταν σαν τον Γαλαξία μας, τεμαχίζεται καθώς βυθίζεται στα 4,5 εκατομμύρια μίλια την ώρα μέσω της καρδιάς ενός μακρινού σμήνους γαλαξιών. Σε αυτήν την ασυνήθιστα βίαιη σύγκρουση με αέριο συμπλέγματος περιβάλλοντος, ο γαλαξίας απογυμνώνεται στους σκελετικούς σπειροειδείς βραχίονές του καθώς εκκενώνεται φρέσκο υδρογόνο για τη δημιουργία νέων αστεριών.
Ο πρόωρος θάνατος του γαλαξία προσφέρει νέες ενδείξεις για την επίλυση του μυστηρίου του τι συμβαίνει στους σπειροειδείς γαλαξίες σε ένα βίαιο σύμπαν. Οι απόψεις του πρώιμου σύμπαντος δείχνουν ότι οι σπειροειδείς γαλαξίες ήταν κάποτε πιο άφθονοι σε πλούσια σμήνη γαλαξιών. Αλλά φαίνεται ότι εξαφανίστηκαν με τον κοσμικό χρόνο. Πού έχουν φύγει αυτά τα «χαμένα σώματα»;
Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν ένα ευρύ φάσμα τηλεσκοπίων και τεχνικών ανάλυσης για να πραγματοποιήσουν μια ματιά σε στυλ "CSI" ή Crime Scene Investigator σε αυτό που συμβαίνει σε αυτόν τον γαλαξία μέσα στην τραχιά γειτονιά του συμπλέγματος. «Είναι μια σαφής περίπτωση επίθεσης γαλαξίας και μπαταρίας», λέει ο William Keel του Πανεπιστημίου της Αλαμπάμα. «Είναι η πρώτη φορά που έχουμε μια πλήρη σειρά αποτελεσμάτων από τέτοιες διαφορετικές τεχνικές που δείχνουν το έγκλημα που διαπράττεται και το modus operandi.»
Ο Keel και οι συνάδελφοί του παρουσιάζουν τα «εγκληματολογικά στοιχεία» της καθυστερημένης ζωής του γαλαξία, σε μια σειρά παρουσιάσεων σήμερα στην Ατλάντα της Ga, κατά τη 203η συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας. Οι αστρονόμοι έχουν συγκεντρώσει τα στοιχεία συνδυάζοντας μια ποικιλία διαγνωστικών παρατηρήσεων από τηλεσκόπια που αναλύουν την εμφάνιση του γαλαξία σε ακτίνες Χ, οπτικό και ραδιοφωνικό φως. Οι παράλληλες παρατηρήσεις σε διαφορετικά μήκη κύματος εντοπίζουν τον τρόπο με τον οποίο τα αστέρια, το αέριο και η σκόνη πετιούνται γύρω και σχίζονται από τον εύθραυστο γαλαξία, που ονομάζεται C153. Παρόλο που οι «αναξιοπαθούντες» γαλαξίες έχουν ήδη δει, ο θάνατος είναι ασυνήθιστα γρήγορος και βίαιος. Ο γαλαξίας ανήκει σε ένα σύμπλεγμα γαλαξιών που χτύπησε σε ένα άλλο σύμπλεγμα πριν από περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια. Αυτός ο γαλαξίας πήρε το βάρος του ξυλοδαρμού καθώς έπεσε κατά μήκος μιας τροχιάς κατευθείαν μέσω του πυκνού πυρήνα του συγκρουόμενου σμήνους.
«Αυτό βοηθά να εξηγήσουμε τις περίεργες εκπομπές ακτίνων Χ και ραδιοφώνου που βλέπουμε», λέει ο Keel. «Ο γαλαξίας είναι ένα εργαστήριο για τη μελέτη του τρόπου με τον οποίο το αέριο μπορεί να αφαιρεθεί όταν πετάει μέσα από το καυτό αέριο συμπλέγματος, διακόπτοντας τη γέννηση των αστεριών και μετατρέποντας τον γαλαξία.»
Η πρώτη πρόταση για γαλαξιακό χάος σε αυτό το σύμπλεγμα ήρθε το 1994 όταν το ραδιο τηλεσκόπιο Very Large Array κοντά στο Socorro, NM, εντόπισε έναν ασυνήθιστο αριθμό ραδιο γαλαξιών στο σύμπλεγμα, που ονομάζεται Abell 2125. Οι ραδιο πηγές εντοπίζουν τόσο τον σχηματισμό αστεριών όσο και τη σίτιση του κεντρικού μαύρες τρύπες σε ομάδες γαλαξιών. Οι ραδιοφωνικές παρατηρήσεις έδειξαν επίσης ότι το C153 ξεχώριζε από τους άλλους γαλαξίες ως εξαιρετικά ισχυρή πηγή ραδιοφώνου.
Η ομάδα του Keel ξεκίνησε ένα εκτεταμένο πρόγραμμα περαιτέρω παρατηρήσεων για να αποκαλύψει λεπτομέρειες σχετικά με τους γαλαξίες. «Αυτό είχε σχεδιαστεί για να δει ποια είναι η σχέση μεταξύ των γεγονότων στην κλίμακα των 10 εκατομμυρίων ετών φωτός της συγχώνευσης συμπλέγματος και τι συμβαίνει βαθιά μέσα σε μεμονωμένους γαλαξίες», λέει ο Keel.
Παρατηρήσεις ακτίνων Χ από τον δορυφόρο ROSAT (αρκτικόλεξο για τον δορυφόρο Roentgen) έδειξαν ότι το σύμπλεγμα περιέχει τεράστιες ποσότητες αερίου Fahrenheit 36 εκατομμυρίων βαθμών (Kelvin 20 εκατομμυρίων βαθμών) που περιβάλλουν τους γαλαξίες. Το αέριο συγκεντρώνεται σε δύο κύριους σβώλους παρά να κατανέμεται ομαλά σε ολόκληρο το σύμπλεγμα, όπως συμβαίνει πιο συχνά.
Αυτό ενίσχυσε την υποψία ότι δύο συστάδες γαλαξιών συγκρούονται. Στα μέσα έως τα τέλη της δεκαετίας του 1990 οι αστρονόμοι γύρισαν το τηλεσκόπιο 4 μέτρων του Mayall και το τηλεσκόπιο 3,5 μέτρων WIYN στο Εθνικό Αστεροσκοπείο Kitt Peak στο σύμπλεγμα για να αναλύσουν το αστέρι μέσω φασματοσκοπίας. Βρήκαν πολλά συστήματα σχηματισμού αστεριών και ακόμη και ενεργές γαλαξιακές μαύρες τρύπες που τροφοδοτούνται από τη σύγκρουση. Ο αποσυντιθέμενος γαλαξίας C153 ξεχώρισε δραματικά όταν τα τηλεσκόπια KPNO χρησιμοποιήθηκαν για τη φωτογράφηση του συμπλέγματος στο χρώμα.
Στη συνέχεια, οι αστρονόμοι εκπαίδευσαν το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA (HST) στο C153 και επιλύθηκαν ένα παράξενο σχήμα. Διαπίστωσαν ότι ο γαλαξίας φαίνεται ασυνήθιστα γεμάτος με πολλές συστάδες νέων αστεριών και χαοτικά χαρακτηριστικά σκόνης. Εκτός από τις διαταραγμένες δυνατότητες του δίσκου του γαλαξία, η HST έδειξε επίσης ότι το φως στην ουρά αποδίδεται κυρίως στον πρόσφατο σχηματισμό αστεριών, παρέχοντας έναν άμεσο σύνδεσμο με την απογύμνωση του γαλαξία καθώς περνούσε μέσω του πυρήνα του συμπλέγματος. Το αέριο συμπιέστηκε κατά μήκος της κορυφής του γαλαξία, όπως το χιόνι πριν από ένα άροτρο, πυροδότησε μια καταιγίδα νέας γέννησης αστεριών. Τα στοιχεία του πρόσφατου σχηματισμού αστεριών προέρχονται επίσης από το οπτικό φάσμα που αποκτήθηκε στο τηλεσκόπιο Gemini North των 10 μέτρων στη Χαβάη. Το φάσμα επιτρέπει στους ερευνητές να εκτιμήσουν το χρόνο από την πιο πρόσφατη έκρηξη σχηματισμού αστεριών.
Αυτό το συμπέρασμα ενισχύθηκε περαιτέρω όταν η κάμερα μωσαϊκού στο τηλεσκόπιο Mayall του Kitt Peak βρήκε μια πολύ μακριά ουρά εκτεταμένου αερίου που βγαίνει από τον γαλαξία. Η ουρά προφανώς δημιουργήθηκε εν μέρει από έναν τυφώνα αστρικών ανέμων που έβγαζε από τις νέες περιοχές γέννησης αστεριών και φυσούσε προς τα πίσω καθώς ο γαλαξίας διασχίζει το θερμό αέριο του συμπλέγματος.
Οι φασματοσκοπικές παρατηρήσεις με το τηλεσκόπιο Δίδυμοι επέτρεψαν στους αστρονόμους να χρονολογήσουν το αστέρι. Διαπιστώνουν ότι το 90 τοις εκατό του μπλε φωτός του C153 προέρχεται από πληθυσμό αστεριών ηλικίας 100 εκατομμυρίων ετών. Αυτή η εποχή αντιστοιχεί στον χρόνο που ο γαλαξίας θα έπρεπε να περνάει μέσα από το πυκνότερο αέριο στον πυρήνα του συμπλέγματος.
Οι φασματοσκοπικές παρατηρήσεις των Δίδυμων δείχνουν ότι τα αστέρια βρίσκονται σε κανονικό μοτίβο τροχιακής κίνησης γύρω από το κέντρο, όπως συνήθως για γαλαξίες δίσκων. Ωστόσο, υπάρχουν πολλά διαδεδομένα σύννεφα αερίου που κινούνται ανεξάρτητα από τα αστέρια. «Αυτή είναι μια σημαντική ένδειξη ότι κάτι πέρα από τις βαρυτικές δυνάμεις πρέπει να λειτουργεί, καθώς τα αστέρια και το αέριο ανταποκρίνονται με τον ίδιο τρόπο στις καθαρά βαρυτικές δυνάμεις», λέει ο Keel. "Με άλλα λόγια, το αέριο του γαλαξία δεν ξέρει τι κάνουν τα αστέρια."
Το Παρατηρητήριο Ακτίνων Χ Chandra της NASA ανακάλυψε ότι τα ψυχρότερα σύννεφα που εντοπίστηκαν με οπτικά τηλεσκόπια και μια σχετική λειτουργία ραδιοφώνου είναι ενσωματωμένα σε ένα πολύ μεγαλύτερο μονοπάτι αερίου πολλών εκατομμυρίων βαθμών. Τα δεδομένα του Chandra δείχνουν ότι αυτό το ζεστό αέριο πιθανότατα εμπλουτίστηκε με βαριά στοιχεία από την έκρηξη του αστεριού και απομακρύνθηκε από τον γαλαξία από την υπερηχητική του κίνηση μέσω του πολύ μεγαλύτερου νέφους αερίου που διαπερνά το σύμπλεγμα.
Συλλογικά, αυτές οι παρατηρήσεις προσφέρουν στοιχεία ότι η πίεση του εξωτερικού αερίου στο σύμπλεγμα αφαιρεί το αέριο του γαλαξία. Αυτή η διαδικασία έχει από καιρό υποτεθεί ότι εξηγεί την αναγκαστική εξέλιξη των γαλαξιών σμήνους. Το επακόλουθο του έχει δει με διάφορους τρόπους. Μερικά κοντινά παραδείγματα, το Seyfert's Sextet και το Stefan's Quintet, είναι σφιχτά σμήνη που δείχνουν το αποτέλεσμα των συγκρούσεων υψηλής ταχύτητας.
Ο γαλαξίας C153 προορίζεται να χάσει τα τελευταία υπολείμματα των σπειροειδών βραχιόνων του και να γίνει ένας ήπιος γαλαξίας τύπου S0 με κεντρικό εξογκώματα και δίσκο, αλλά χωρίς δομή σπειροειδούς βραχίονα. Αυτοί οι τύποι γαλαξιών είναι συνηθισμένοι στα πυκνά σμήνη γαλαξιών που παρατηρούνται σήμερα. Οι αστρονόμοι σχεδιάζουν να κάνουν νέες παρατηρήσεις με τους Δίδυμους το 2004 για να μελετήσουν τη δυναμική του αερίου και των αστεριών στην ουρά.
Τα μέλη της επιστημονικής ομάδας είναι ο William Keel (Πανεπιστήμιο της Αλαμπάμα), ο Frazer Owen (Εθνικό Παρατηρητήριο Αστρονομίας Ραδιοφώνου), ο Michael Ledlow (Παρατηρητήριο Gemini) και ο Daniel Wang (Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης).
Το Διαστημικό Κέντρο Πτήσης Marshall της NASA, Huntsville, Ala, διαχειρίζεται το πρόγραμμα Chandra για το Γραφείο Διαστημικής Επιστήμης, την έδρα της NASA στην Ουάσιγκτον. Η Northrop Grumman της Redondo Beach, Calif., Πρώην TRW, Inc., ήταν ο κύριος εργολάβος ανάπτυξης του παρατηρητηρίου. Το Αστεροφυσικό Παρατηρητήριο Smithsonian ελέγχει τη λειτουργία της επιστήμης και της πτήσης από το κέντρο ακτίνων Χ Chandra στο Cambridge, Mass.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων Chandra
