Gromady galaktyk to największe związane grawitacyjnie struktury we Wszechświecie, których rozmiar przekracza jedynie ogromna kosmiczna sieć, w której są one osadzone. Gromady zawierają od setek do tysięcy galaktyk, które gromadzą się pod wpływem grawitacji i mogą osiągać rozmiary kilku megaparseków. Jednak gromady galaktyk nie są delikatnymi olbrzymami. Te ogromne obiekty zawierają niezwykle gorącą plazmę, emitującą promieniowanie rentgenowskie i mogą wytwarzać grawitacyjne siły pływowe – wystarczająco silne, aby rozerwać galaktyki.
Ze względu na te właściwości, galaktyki w gromadach i galaktyki w innych częściach Wszechświata (zwane galaktykami pola) mogą się znacznie różnić. Galaktyki, które weszły do środowiska gromady, częściej są eliptyczne, mają niski współczynnik gwiazdotwórczy i zawierają bardzo mało gazu (z którego powstają nowe gwiazdy). Ta relacja morfologia-gęstość jest dobrze ugruntowana od dziesięcioleci i, chociaż istnieje cały szereg teorii, jej konkretne przyczyny są nadal niejasne.
Praca zespołu naukowców przedstawia obserwacje tzw. „usuwania ciśnienia barana”, mechanizmu, który może wyjaśnić ewolucję galaktyk od bogatych w gaz do ubogich w gaz podczas wchodzenia do gromad. Galaktyka poruszająca się przez ośrodek (w tym przypadku – gorąca plazma wewnątrz gromady) może mieć luźno związany gaz, usunięty przez opór sił z tego ośrodka.
Dowód autorów na ten mechanizm ma postać galaktyki-meduzy. W tym przypadku badają D100, galaktykę spiralną z poprzeczką w pobliżu centrum Gromady Warkocza Bereniki. Galaktyki-meduzy stanowią skrajny przykład mechanizmu „usuwania ciśnienia barana”, w którym usunięty gaz wypływa w postaci długiego ogona za galaktyką, nadając jej charakterystyczny wygląd meduzy.
Bazując na nowych obserwacjach wykonanych Kosmicznym Teleskopem Hubble’a, praca ta bada zarówno galaktykę, jak i długi ogon za nią, który zawiera znacznie mniej gwiazd niż główny dysk galaktyczny – ogon ten jest więc znacznie słabszy. Obraz łączący w sobie obserwacje światła gwiazd, wykonane teleskopem Hubble’a, z obserwacjami linii emisyjnej Hα, uzyskanymi z teleskopu Subaru, pokazuje obecność wzbudzonego wodoru gazowego.
Analiza kolorów, przeprowadzona przez autorów pracy, pokazuje, że proces gwiazdotwórczy zatrzymał się dawno temu na obrzeżach galaktyki, ale bliżej jej centrum zatrzymał się niedawno, a w jądrze – trwa nadal. Oznacza to, że gaz tworzący gwiazdy został najpierw usunięty z peryferii galaktyki, powodując „wygaszanie na zewnątrz”.
Głównym wnioskiem artykułu jest to, że oderwany gaz może tworzyć gwiazdy poza dyskiem galaktycznym, ale nie tworzy ich równomiernie w całym ogonie. Zamiast tego, gwiazdy tworzą się w skupiskach o rozmiarach 100 parseków. Jasność tych obszarów jest jednak niewystarczająca do wytworzenia całej obserwowalnej emisji Hα. Oznacza to, że za jej część musi odpowiadać inny mechanizm (np. wstrząsy gazowe), ale dokładna natura tego mechanizmu pozostaje na razie tajemnicą.
Chociaż artykuł ten jest przekonującym potwierdzeniem mechanizmu „usuwania ciśnienia barana”, ważne jest, aby pamiętać, że samo „ciśnienie barana” nie wystarczy do wyjaśnienia wszystkich różnic między galaktykami należącymi do gromad i galaktykami pola. Nie wyjaśnia na przykład, dlaczego galaktyki dyskowe rzadziej występują w gromadach. Pełny opis związku między galaktykami a ich otoczeniem prawdopodobnie będzie złożoną kombinacją różnych efektów, w których „usuwanie ciśnienia barana” będzie odgrywać niewielką, ale ważną rolę.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
Jellyfish Galaxies Swimming Through Clusters
Źródło: Astrobites
Na ilustracji: Z lewej: złożony obraz galaktyki D100, pokazujący pozbawiony gazu ogon za dyskiem galaktycznym, który na tym zdjęciu porusza się od lewej do prawej. Po prawej: meduza – dla porównania. Źródło: Alexander Semenov.
