Kuinka sammuttaa galaksin tähtimuodostelma

Uudet Atacama Millimeter / submillimeter Array (ALMA) -havainnot tarjoavat tarkan kuvan galaksista, joka saattaa olla sulkemassa sen tähdenmuodostusta.

Taiteilija on vaikutelman poistumisesta aktiivisesta tähtiä muodostavasta galaksista.
NRAO / AUI / NSF / D. Marja

Galaksin siirtyminen

Me ajattelemme, että galaksit siirtyvät sinisistä spiraaleista, jotka muodostavat aktiivisesti tähtiä (vasen) punaisiin, lepotilaan elliptisiin (oikealla).
Hubble / Galaxy Zoo

Vaikka tiedämme paljon enemmän galaksien muodostumis- ja evoluutioprosesseista kuin kymmenen vuotta sitten, monet avainkohdat ohittavat meidät edelleen. Yksi erityinen palapeli on se, kuinka tähdet muodostuvat galaksissa. Me ajattelemme, että galaksit siirtyvät lopulta kirkkaista, sinisistä, tähtiä muodostavista levyistä punaisiksi ja lepotilallisiksi elliptisiksi. Mutta mikä aiheuttaa galaksin galaksien muodostumisen pysähtymisen tämän muutoksen aikana?

Koska galaksit muodostavat tähtiä kylmästä kaasusta, voimme olettaa, että tähteiden muodostuminen pysähtyy vasta kun kylmän kaasun syöttö on loppu. Mutta havaintojen mukaan tähtien muodostuminen voi sulkeutua galaksin läpi paljon nopeammin kuin aikataulu kaasuntoimituksen käyttämiselle joskus sammuu vain muutaman kymmenen miljoonan vuoden kuluessa. Tällaista nopeaa sammutusta kutsutaan "äkilliseksi sammutukseksi".

Yläosa: Hubble-kuvat SDSS J1341–0321: stä. Pohja: Muodot osoittavat galaksin molekyylikaasun sijainnin: kaikki CO J (2 → 1) -molekyyliset kaasut (vasemmalla), vain kaasu liikkuu nopeasti kohti meitä (keskellä) ja vain kaasu liikkuu nopeasti meistä (oikealla).
Geach et ai. 2018

Vaihtoehdot väkivaltaiselle sammutukselle

Mitkä mekanismit voisivat yhtäkkiä estää kylmän kaasun leviämisen tähtiin galaksin levyllä? Tehokkain tapa on molekyylikaasun nopea poistaminen tai tuhoaminen.

Yhdessä yleisessä kuvassa kaasun nopeasta poistosta galaksin aktiivisen ytimen (AGN) supermassiivisesta mustasta reiästä säteilevät voimakkaat suihkut ovat avainasemassa. Tässä mallissa suihkukoneet puhaltavat galaksin molekyylikaasun lyhyellä aikavälillä - ja näin toimiessaan ne tyhjentävät tähteiden muodostumiseen käytettävissä olevaa kaasua ja ajavat myös metallilla rikastetut kaasut ympäramamaiseen väliaineeseen.

Mutta uudet havainnot ovat kyseenalaistaneet kuvan AGN: n aiheuttamista ulosvirtauksista standardina väkivaltaisena tukahduttamismekanismina. Äskettäisessä tutkimuksessa, jota johti Jim Geach (Hertfordshiren yliopisto, Iso-Britannia), tutkijaryhmä esittelee uuden kuvan sammuttavasta galaksista, jolla ei näytä olevan AGN: ää.

Katso tähtiä

ALMA: n, Geachin ja yhteistyökumppaneiden avulla jäljitetään SDSS J1341–0321: n molekyylikaasu, massiivinen ja kompakti galaksi, jonka ajateltiin olevan äskettäin suorittanut merkittävän fuusion ja osoittaen nyt merkkejä varhaisvaiheen sammutuksesta. Huolimatta tästä galaksista, jossa ei ole näyttöä aktiivisesta ytimestä, ALMA-havainnot paljastavat viileän kaasun virtauksen, joka liikkuu nopeudella 1000 km / s tähtiin nähden.

Antennagalaksit ovat esimerkki tähtien aiheuttamasta galaksista, jolla on äskettäisen fuusion aikaansaama nopea tähtien muodostumisaktiivisuus.
NASA, ESA ja Hubble Heritage Team (STScI / AURA) -ESA / Hubble -yhteistyö

Geach ja yhteistyökumppanit ehdottivat, että tämä vuoto on väkivaltaista sammutusta toisessa muodossa: voimakas tähtien ulosvirtaus, joka tällä hetkellä karkottaa noin 300 aurinkoenergiaa kaasua vuodessa. He väittävät, että tämä ulosvirtaus käynnistettiin viimeisen viiden miljoonan vuoden aikana keskeisestä tähtipurkauksesta - pienikokoisen ja voimakkaan tähdenmuodostuksen alueelta -, jonka käynnisti SDSS J1341–0321: n äskettäinen fuusio. Tässä mallissa tähdet itse puhaltavat kaiken kaasun - ja kun kaasu on poistunut, tähden muodostuminen sammuu ja galaksi näyttää punaiselta ja rauhalliselta.

Jos tämä malli kuvaa oikein SDSS J1341–0321, seuraava kysymys on, voisiko samanlainen tähtien ulosvirtaus johtua väkivaltaisesta sammutuksesta muissa maailmankaikkeuden pienissä, massiivisissa galakseissa. Vaikka emme vielä tiedä vastausta, näyttää todennäköiseltä, että tulevaisuuden korkean resoluution havainnot - ehkä myös tehdyt ALMA: n kanssa - auttavat meitä selvittämään!

lainaus

”Väkivaltainen sammutus: molekyylikaasu räjähti nopeuteen 1000 km s – 1 merkittävän sulautumisen aikana”, JE Geach ym. 2018 ApJL 864 L1. doi: 10, 3847 / 2041-8213 / aad8b6


Tämä viesti ilmestyi alun perin AAS Novassa, joka sisältää tutkimuksen kohokohtia American Astronomical Society -lehdistä.