Przejdź do treści

W tej galaktyce to nie proces wygaszania

Zdjęcie galaktyki Antena z Hubble'a stanowi przykład rozbłysku gwiazd: galaktyki przechodzącej nagły wybuch intensywnego procesu gwiazdotwórczego.

Wiemy, że - wraz z wiekiem - galaktyki przechodzą ze stanu, w którym posiadają niebieski gwiazdotwórczy dysk do stanu czerwonych spokojnych galaktyk eliptycznych, ale etapy ewolucji i zatrzymywanie się procesów gwiazdotwórczych (często nazywanych wygaszaniem) są nadal tajemnicze. Jedną wskazówką do odpowiedzi na te pytania mogą być galaktyki po wybuchu gwiazdotwórczym lub galaktyki, które niedawno przeszły okres intensywnego formowania się gwiazd i teraz są spokojne i ciche. Autorzy pracy badają właściwości gwiazd i gazu w galaktyce po procesie gwiazdotwórczym, aby wyjaśnić, jakie mechanizmy mogły powstrzymać powstawanie gwiazd.

Galaktyki po procesie gwiazdotwórczym zazwyczaj są pełne gwiazd typu A. Oznacza to, że ich okres formowania gwiazd musiał zatrzymać się kilka mld lat temu, w czasie życia gwiazd typu A na ciągu głównym. Uważa się, że mechanizm tłumienia powstawania gwiazd (cokolwiek go wyłącza) pozostawia ślad, ale sygnatura ta z czasem ulega osłabieniu, dlatego ważne jest, aby przyjrzeć się galaktykom zaraz po ukończeniu przez nie procesu gwiazdotwórczego.

SDSS J0912+1523 jest świeżą i niezwykłą galaktyką po ukończonym procesie gwiazdotwórczym. Masa jej gazu molekularnego stanowi około 30% masy gwiazd - znacznie więcej, niż w innych podobnych galaktykach, co czyni ją interesującym celem. Z badań wynika, że galaktyka ta może mieć dwa jądra.

Autorzy pracy wykorzystali spektroskop z Gemini Observatory do przyjrzenia się właściwościom gwiazd w galaktyce. Szukali linii emisji tlenu, które ogólnie wskazują na powstawanie gwiazd, ale nie znaleźli żadnych - czego można się spodziewać w przypadku wygaszonej galaktyki. Autorzy jednak znaleźli wiele absorpcji wodoru linii Balmera, ponieważ gwiazdy typu A mają w swoich widmach bardzo silne linie Balmera. Głębokość tych linii może faktycznie służyć jako wskaźnik zastępczy dla wieku gwiazd. Im głębsza linia absorpcji, tym nowszy epizod gwiazdotwórczy.

Aby określić ilościowo, jak głębokie były linie Balmera w każdym widmie, autorzy zastosowali ekwiwalent szerokości. Kiedy linia absorpcyjna opada poniżej kontinuum, istnieje pewien obszar między krzywą a kontinuum. Ekwiwalent szerokości oznacza, ile kontinuum (w tym przypadku w Angstremach) zajęłoby utworzenie prostokąta z tym samym obszarem poniżej. Z badań wynika, że ekwiwalent szerokości w tej galaktyce nie zmienia się zbytnio w wewnętrznej części galaktyki, co oznacza, że wszystkie gwiazdy prawdopodobnie pochodzą ze wspólnej populacji, która uformowała się w tym samym czasie.

Widma zostały również wykorzystane do znalezienia prędkości i dyspersji prędkości. Mapa prędkości i trend wraz z odległością od centrum galaktyki pokazują, że galaktyka wyraźnie rotuje. Regularność w dyspersji prędkości wskazuje, że dwa jądra to ta sama galaktyka, wirująca jako pojedynczy obiekt. Autorzy sugerują, że te dwa jądra mogą być pozostałościami po połączeniu się galaktyk lub pojedynczym jądrem z pasmem pyłu zasłaniającym jego część.

Autorzy pracy porównali także swoje odkrycia z danymi z ALMA, które pokazują zawartość gazu molekularnego w galaktyce. Prędkości gwiazd bardzo przypominają prędkość gazu molekularnego, więc gwiazdy i gaz prawdopodobnie wirują razem.

Co więc te informacje mówią nam o mechanizmie wygaszania procesu gwiazdotwórczego? Istnieje wiele pomysłów na to, co może powstrzymać powstawanie gwiazd. Zderzenia galaktyk mogą podgrzewać gaz i zapobiec jego zapadaniu się w gwiazdy. Gaz może opaść do centrum galaktyki, tworząc tam gwiazdy, ale pozostawiając pustą zewnętrzną część galaktyki lub może zostać całkowicie z niej wyrzucony w postaci wypływu. Oczekuje się, że każdy z tych scenariuszy doprowadzi do pewnej dyspersji prędkości i zimnego gazu molekularnego. A omawiana tu galaktyka? Ze względu na dużą zawartość gazu molekularnego i stabilną dyspersję prędkości, nie pasuje dobrze do żadnego z tych scenariuszy. Autorzy pracy sugerują, że w grę może wchodzić coś innego – rodzaj wygaszania, w którym dysk galaktyki stabilizuje się przed kolapsem, a to właśnie jest coś, co powoduje powstawanie gwiazd.

Ten cel jest bardzo interesującym przykładem przejścia od galaktyk gwiazdotwórczych do spokojnych. Kontynuacja badań takich tematów pozwoli astronomom określić, w jaki sposób galaktyki stają się czerwone i martwe.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej informacji:
It Isn’t Gatorade Quenching This Galaxy

Stellar and Molecular Gas Rotation in a Recently Quenched Massive Galaxy at z ~ 0.7

Źródło: AAS

Na ilustracji: Zdjęcie galaktyki Antena z Hubble'a stanowi przykład rozbłysku gwiazd: galaktyki przechodzącej nagły wybuch intensywnego procesu gwiazdotwórczego. Źródło: NASA/ESA/Hubble Heritage Team/B. Whitmore/James Long