Dlaczego galaktyki podobne do Drogi Mlecznej są aż tak powszechne?

Zdjęcia przedstawiają 30 galaktyk - mergerów. Zaznaczone tu kontury ilustrują moc sygnału generowanego przez tlenek węgla, a barwy galaktyk odzwierciedlają ruchy gazu. Gaz oddalający się od nas widzimy jako bardziej czerwony, a przybliżający – błękitny. Te barwy wraz z konturami wskazują na obecność rotujących, gazowych dysków galaktyk.

Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/SMA/CARMA/IRAM/J. Ueda et al.

Przez całe dziesięciolecia naukowcy uważali, że z tzw. mergerów (połączeń galaktyk) powstają zwykle galaktyki eliptyczne. Teraz, po raz pierwszy, dzięki mocy interferometru ALMA i wielu innych radioteleskopów naukowcy znaleźli bezpośrednie dowody na to, że łączące się galaktyki mogą również tworzyć galaktyki dyskowe, i że jest to w rzeczywistości dosyć powszechne. Ten zaskakujący wynik może też wyjaśniać, dlaczego istnieje tak wiele galaktyk spiralnych podobnych do Drogi Mlecznej.

Międzynarodowy zespół naukowców kierowany przez Junko Ueda z Japan Society for the Promotion of Science wykonał zaskakujące obserwacje. Wynika z nich, że większość galaktycznych mergerów w pobliskim Wszechświecie — w odległości 40–600 milionów lat świetlnych od Ziemi — tworzy w rezultacie tak zwane galaktyki dyskowe. Są to galaktyki spiralne podobne do Drogi Mlecznej, oraz galaktyki soczewkowate z kształtem zbliżonym do naleśnika zbudowanego z gazu i pyłu, niepodobnego z kolei do typowych galaktyk eliptycznych.

Przez pewien czas sądzono, że
mergery galaktyk dyskowych ostatecznie tworzą galaktyki eliptyczne. Podczas tych gwałtownych interakcji galaktyki zyskują nie tylko masę, ale również zmieniają cały swój kształt,a zatem również typ w klasyfikacji. Już w latach siedemdziesiątych symulacje komputerowe przewidywały, że merger dwóch zbliżonych do siebie masą dysków galaktycznych prowadzi do powstania galaktyki eliptycznej. Symulacje te przewidują jednocześnie, że większość obserwowanych galaktyk powinna być właśnie eliptyczna, co stoi w sprzeczności z obserwacjami, według których ponad 70% galaktyk to w rzeczywistości galaktyki dyskowe. Teraz jednak nowsze symulacje sugerują, że takie mergery mogą też produkować galaktyki dyskowe.

Aby poprawnie rozpoznać kształty galaktyk – mergerów naukowcy zbadali dokładnie rozkład gazu w 37 galaktykach będących w tzw. końcowych stadiach łączenia się. Do ich obserwacji wykorzystano między innymi interferometr radiowy
ALMA (The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Były to największe jak dotychczas badania rozkładu gazu molekularnego w galaktykach. Okazuje się dzięki nim, że większość mergerów ma kształt płaskiego naleśnika z wyraźnymi obszarami gazu molekularnego, a zatem są to bez wątpienia galaktyki dyskowe. A to z kolei duży i niespodziewany krok w kierunku zrozumienia misterium narodzin tego rodzaju obiektów.

Jednak to zapewne nie koniec tego typu badań. Trzeba przede wszystkim zbadać teraz
galaktyki bardziej odległego Wszechświata, wiemy bowiem, że większość z nich również posiada dyski. Nie wiadomo jednak, czy odpowiadają za to również mergery, czy też są one formowane przez chłodny gaz, stopniowo opadający na jądro galaktyki.

Film przedstawia zderzenie dwóch galaktyk dyskowych. Po takiej fuzji kształt galaktyk jest zakłócany przez ich wzajemne oddziaływania grawitacyjne, co daje w efekcie płaską galaktykę z dyskiem.

Cały artykuł: Haruhiko Ueda, Takuji Hara, Naoteru Gouda, Taihei Yano Torus-fitting method for obtaining action variables in two-dimensional Galactic potentials


Liczba odsłon: 1901