Galaktyki submilimetrowe (SMG) to klasa najjaśniej świecących, odległych i szybko formujących gwiazdy galaktyk, które mogą świecić jaśniej niż bilion Słońc (w sumie około sto razy jaśniej niż Droga Mleczna). Zazwyczaj są one jednak trudne do wykrycia w zakresie widzialnym, ponieważ większość ich światła UV i optycznego jest pochłaniana przez pył, który z kolei jest ogrzewany i promieniuje na submilimetrowych długościach fali – z tego powodu są nazywane galaktykami submilimetrowymi. Uważa się, że źródłem energii dla tych galaktyk jest wysokie tempo powstawania gwiazd, sięgające tysięcy gwiazd na rok (w Drodze Mlecznej tempo to jest zbliżone do jednej gwiazdy na rok). SMG zazwyczaj pochodzą z wczesnego Wszechświata, z epoki około 3 mld lat po Wielkim Wybuchu. Ponieważ ich ewolucja wymaga czasu, astronomowie uważają, że nawet miliard lat wcześniej prawdopodobnie aktywnie formowały gwiazdy i wpływały na swoje otoczenie, ale bardzo niewiele wiadomo o tej fazie ich ewolucji.
SMG zostały ostatnio zidentyfikowane w protogromadach galaktyk, grupach dziesiątek galaktyk znajdujących się we Wszechświecie, gdy ten miał mniej niż kilka miliardów lat. Obserwacje masywnych SMG w tych odległych protogromadach dostarcza kluczowych szczegółów dla zrozumienia zarówno ich wczesnej ewolucji, jak i ewolucji większych struktur, do których należą. Zespół astronomów wykorzystał podczerwone i optyczne dane z instrumentów, odpowiednio: Spitzer IRAC i Gemini-South, do zbadania wcześniej zidentyfikowanej protogromady, SPT2349-56, w czasie zaledwie 1,4 mld lat po Wielkim Wybuchu. Protogromada została dostrzeżona na falach milimetrowych przez South Pole Telescope, a następnie obserwowana bardziej szczegółowo przez Spitzera, Gemini oraz obserwujący na falach submilimetrowych interferometr ALMA.
Protogromada zawiera niezwykłą koncentrację czternastu SMG, z których dziewięć zostało wykrytych w tych optycznych i podczerwonych obserwacjach. Astronomowie byli w stanie oszacować masy gwiazd, wiek i zawartość gazu w tych SMG, jak również ich historię gwiazdotwórczą, co jest niezwykłym osiągnięciem dla tak odległych obiektów. Wśród innych własności protogromady naukowcy wywnioskowali, że jej całkowita masa stanowi około biliona mas Słońca, a jej galaktyki tworzą gwiazdy w sposób podobny do procesów formowania się gwiazd w obecnym Wszechświecie. Doszli również do wniosku, że całość jest prawdopodobnie w trakcie kolosalnego łączenia się.
Więcej informacji:
A Massive Protocluster of Merging Galaxies in the Early Universe
Optical and near-infrared observations of the SPT2349-56 proto-cluster core at z = 4.3
Źródło: CfA
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Na ilustracji: Wizja artystyczna przedstawiająca protogromadę galaktyk SPT2349-56, grupy kilkunastu oddziałujących ze sobą galaktyk we wczesnym Wszechświecie. Źródło: ESO/M. Kornmesser
