Galaktyki, które szczecą się z nowonarodzonymi gwiazdami, opowiadają ciekawą opowieść

Wszechświat jest pełen galaktyki, które same są wypełnione gwiazdami. W pewnym momencie swojego życia każda galaktyka najeżyła się formowaniem gwiazd w rozległych obłokach gazowego wodoru. Nawet dzisiaj niektóre galaktyki wydają się mieć więcej niż zwykle aktywność narodzin gwiazd, a astronomowie chcą wiedzieć, dlaczego. W dawnych czasach w niektórych galaktykach rodziło się tyle gwiazd, że prawdopodobnie wyglądały jak kosmiczne wybuchy fajerwerków. Astronomowie nazywają te siedliska narodzin gwiazd „galaktykami gwiazdowymi”.

Kluczowe rzeczy na wynos: Galaktyki Starburst

Galaktyki Gwiezdne Wybuchy mają niezwykle wysokie tempo formowania się gwiazd, a te wybuchy trwają przez krótki czas podczas długiego życia galaktyki. Dzieje się tak, ponieważ powstawanie gwiazd bardzo szybko przepływa przez rezerwy gazu w galaktyce.

Jest prawdopodobne, że nagły wybuch narodzin gwiazdy jest wyzwalany przez określone zdarzenie. W większości przypadków połączenie galaktyki załatwia sprawę. To wtedy dwie lub więcej galaktyk łączą się w długi taniec grawitacyjny i ostatecznie łączą się. Podczas fuzji gazy wszystkich zaangażowanych galaktyk są mieszane razem. Kolizja wysyła fale uderzeniowe przez te chmury gazu, które ściskają gazy i wywołują wybuchy gwiazd.

Galaktyki gwiezdne nie są „nowym” typem galaktyki, ale po prostu galaktyką (lub galaktykami mieszanymi) w określonej fazie ich ewolucji. Mimo to w większości galaktyk gwiazdowych pojawiają się pewne właściwości:

• bardzo szybki współczynnik formowania się gwiazd. Galaktyki te będą wytwarzać gwiazdy z częstotliwościami znacznie przekraczającymi średnie tempo większości „regularnych” galaktyk;
• dostępność gazu i pyłu. Niektóre galaktyki mogą mieć wyższe niż normalne prędkości formowania się gwiazd z powodu ich dużych objętości gazu i pyłu. Jednak niektóre galaktyki wybuchające gwiazdami nie mają rezerw, które uzasadniałyby, dlaczego miałyby tak wysokie tempo formowania się gwiazd, więc fuzje mogą nie być jedynym wyjaśnieniem;
• tempo powstawania gwiazd jest niespójne z wiekiem galaktyki. Chodzi przede wszystkim o to, że obecne tempo powstawania gwiazd nie mogło być stałe od czasu powstania galaktyki z uwagi na jej wiek. Starsza galaktyka po prostu nie miałaby wystarczającej ilości gazu, aby utrzymać akcję porodową przez miliardy lat. W niektórych galaktykach wybuchających gwiazdy astronomowie widzą nagły wybuch narodzin gwiazd, a często wyjaśnieniem jest połączenie lub przypadkowe spotkanie z inną galaktyką.

Astronomowie czasami porównują także tempo powstawania gwiazd w galaktyce w stosunku do okresu rotacji. Jeśli na przykład galaktyka zużyje cały dostępny gaz podczas jednego obrotu galaktyki (biorąc pod uwagę wysoką szybkość powstawania gwiazd), wówczas można ją uznać za galaktykę gwiazdową. Droga Mleczna obraca się raz na 220 milionów lat; niektóre galaktyki poruszają się znacznie wolniej, inne szybciej.

Inną powszechnie akceptowaną metodą sprawdzenia, czy galaktyka jest serią gwiazd, jest porównanie szybkości formowania się gwiazd z wiekiem wszechświata. Jeśli obecna szybkość wyczerpałaby cały dostępny gaz w czasie krótszym niż 13,7 miliarda lat, możliwe jest, że dana galaktyka może być w stanie wybuchu gwiazdy.

Aktywność Starburst może występować w galaktykach od spirale do nieregularności. Astronomowie badający te obiekty dzielą je na podtypy, które pomagają opisać ich wiek i inne cechy. Typy galaktyk Starburst obejmują:

• Galaktyki Wolfa-Rayeta: określone przez ich stosunek jasnych gwiazd, które mieszczą się w klasyfikacji Wolfa-Rayeta. Galaktyki tego typu mają regiony o wysokim wietrze gwiezdnym, napędzanym przez gwiazdy Wolfa-Rayeta. Te gwiezdne potwory są niewiarygodnie masywne i świetliste oraz mają bardzo wysokie wskaźniki utraty masy. Wiatry, które wytwarzają, mogą zderzać się z regionami gazu i powodować szybkie powstawanie gwiazd.
• Niebieskie galaktyki kompaktowe: galaktyki o niskiej masie, które kiedyś uważano za młode, dopiero zaczynające tworzyć gwiazdy. Zazwyczaj jednak zawierają populacje bardzo starych gwiazd. To zazwyczaj dobra wskazówka, że ​​galaktyka jest dość stara. Astronomowie podejrzewają teraz, że niebieskie zwarte galaktyki są w rzeczywistości wynikiem fuzji galaktyk w różnym wieku. Gdy zderzą się, aktywność gwiezdnego wybuchu przyspiesza i oświetla galaktyki.
• Galaktyki świetlne w podczerwieni: słabe, ukryte galaktyki, które są trudne do zbadania, ponieważ zawierają wysoki poziom pyłu, który może utrudniać obserwację. Zazwyczaj promieniowanie podczerwone wykryty przez teleskopy służy do penetracji pyłu. To daje wskazówki do zwiększonego tworzenia gwiazd. Niektóre z tych obiektów zawierają wiele supermasywne czarne dziury, co może zatrzymać formowanie się gwiazd. Wzrost liczby narodzin gwiazd w takich galaktykach musi być wynikiem niedawnego połączenia galaktyk.

Chociaż połączenie galaktyk jest wskazane jako główna przyczyna narodzin gwiazd w tych galaktykach, dokładne procesy nie są dobrze poznane. Częściowo wynika to z faktu, że galaktyki gwiezdne występują w wielu kształtach i rozmiarach, więc może istnieć więcej niż jeden warunek, który prowadzi do zwiększonego powstawania gwiazd. Jednak aby galaktyka wybuchła, aby mogła się nawet uformować, musi być dostępnych dużo gazu do wygenerowania nowych gwiazd. Ponadto coś musi zakłócać działanie gazu, aby rozpocząć proces zapadania się grawitacji, który prowadzi do tworzenia nowych obiektów. Te dwa wymagania doprowadziły astronomów do podejrzenia łączenia się galaktyk i fal uderzeniowych jako dwóch procesów, które mogą prowadzić do galaktyk gwiazdowych.

Dwie inne możliwości przyczyny galaktyk gwiazdowych obejmują:

• Aktywne jądra galaktyczne (AGN): Praktycznie wszystkie galaktyki zawierają supermasywną czarną dziurę w swoim rdzeniu. Niektóre galaktyki wydają się być w stanie wysokiej aktywności, gdzie centralny czarna dziura wyrzuca ogromne ilości energii. Istnieje wiele dowodów na to, że obecność takiej czarnej dziury może osłabić aktywność formowania się gwiazd. Jednak w przypadku tak zwanych aktywne jądra galaktyczne, mogą również, w odpowiednich warunkach, wyzwalać szybkie formowanie gwiazd jako akrecję materii w a dysk i jego ostateczne wyrzucenie z czarnej dziury może wytworzyć fale uderzeniowe, które mogą wyzwolić gwiazdę tworzenie.
• Wysokie stawki supernowych:Supernowe są przemocą. Jeśli szybkość eksplozji wzrośnie z powodu obecności bardzo dużej liczby starzejących się gwiazd na zwartym obszarze, powstałe fale uderzeniowe mogą rozpocząć gwałtowny wzrost formowania się gwiazd. Jednak aby takie zdarzenie miało miejsce, warunki musiałyby być idealne; bardziej niż w innych wymienionych tutaj możliwościach.

Galaktyki Starburst pozostają aktywnym obszarem badań astronomów. Im więcej znajdą, tym lepiej naukowcy mogą opisać rzeczywiste warunki, które prowadzą do jasnych wybuchów formacji gwiazd zaludniających te galaktyki.

Edytowane i aktualizowane przez Carolyn Collins Petersen.