Kosmiczne tsunami budzi uśpione galaktyki

Mapa radiowa z obrazem fali uderzeniowej (jasny łuk rozciągający się od dolnego lewego rogu do góry i na prawo) w mergerze galaktycznym Sausage, uzyskana na bazie obserwacji Wielkim Radioteleskopem Metrowym (Giant Meterwave Radio Telescope). Fala uderzeniowa utworzyła się około 1 miliarda at temu, gdy dwie gromady zderzyły się z ogromną prędkością aż 9 milionów km/h). Źródło: Andra Stroe

Galaktyki zwykle łączą się w gromady, które mogą wówczas zawierać również ich stare, silnie poczerwieniałe egzemplarze, w których formowanie się gwiazd dawno już ustało. Zespół naukowy kierowany przez Andra Stroe z Obserwatorium w Lejdzie doszedł do wniosku, że takie wygasłe galaktyki mogą jednak czasem powrócić do życia – za sprawą procesów związanych z łączeniem się gromad i towarzyszących im fal uderzeniowych.


Gromady są niczym wielkie miasta zamieszkiwane przeze tysiące galaktyk, związane ze sobą siłami grawitacji. Ich wielkie struktury tworzą się przez miliony lat – większe gromady łączą się z mniejszymi, tak samo jak rosnące metropolie wchłaniają okoliczne miasteczka. Takie kolizje wyzwalają jednak ogromne ilości energii. Powstające wówczas fale uderzeniowe poruszają się poprzez wnętrza gromad niczym gigantyczne tsunami. Dotąd jednak nie było pewności, czy zjawisko to może w jakikolwiek wpływać na same galaktyki.

Astronomowie zaobserwowali merger gromady galaktyk CIZA J2242.8+5301 (nadana mu nazwa to: Sausage, czyli „Kiełbaska”) znajdujący się w odległości 2,3 miliona lat świetlnych od Ziemi, w kierunku na gwiazdozbiór Jaszczurki (Lacerta). Korzystali w tym celu m.in. z teleskopów Isaaca Newtona i Williama Herschela z La Palma, Teleskopu Subaru i Teleskopów Kecka. Okazało się, że przed wieloma laty ta gromada galaktyk została silnie przekształcona przez falę uderzeniową, co wyzwoliło nową falę formowania się gwiazd.


Okazało się, że w obrębie łuku fali uderzeniowej leży wiele galaktyk, które wcześniej musiały być uśpione. Teraz jednak te wygasłe galaktyki gromady wracają do życia i generują nowe pokolenia gwiazd w niesamowitym tempie. Oznacza to, że tworzenie się takich mergerów gromad galaktyk ma ogromny wpływ na procesy gwiazdotwórcze w ich składnikach. Fale uderzeniowe i wiążące się z nimi naddźwiękowe szoki powodują, że gaz w galaktykach staje się bardziej turbulentny, a to z kolei wyzwala lawinowy kolaps materii, który ostatecznie prowadzi do powstania gęstych, chłodnych obłoków gazu, z których już łatwo tworzą się nowe gwiazdy.

Warto dodać, że tak szybkie tempo procesów gwiazdotwórczych prowadzi głównie do powstawania masywnych i krótko żyjących gwiazd, które na końcu swego istnienia wybuchają jako supernowe. Ich wybuchy zasilają ośrodek galaktyki gazem, a zatem same z siebie prowadzą do kolejnego wyczerpywania się galaktycznego paliwa. Innymi słowy – gromada i jej liczne, poszczególne galaktyki znów stają się silnie poczerwienione i postarzone, czyli znów zapadają w śpiączkę. Bez dużych szans na kolejne wskrzeszenie.

Naukowcy chcą jeszcze sprawdzić, czy gromada Sausage nie jest przypadkiem jakimś kosmicznym wyjątkiem, a zarazem czy takie przebudzenia procesów gwiazdotwórczych wymagają jakichś konkretnych warunków specjalnych. Zamierzają w tym celu wykonać podobne obserwacje dla większej próbki galaktyk.


Cały artykuł:

Andra Stroe et al.,The rise and fall of star formation in z ~ 0.2 merging galaxy clusters, MNRAS


Liczba odsłon: 1272


Inna mapa radiowa gromady „Kiełbaska” - 610 MHz (kolor czerwony). Źródło: van Weeren et al. 2011