Astronomowie użyli Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra oraz kilku innych teleskopów do wykazania, że niedawno odkryta galaktyka właśnie przeżywa wyjątkowy okres intensywnej produkcji gwiazd. Galaktyka oddalona od nas o 12,7 mld lat świetlnych widoczna jest w kluczowym stadium ewolucji galaktyk zaledwie miliard lat po Wielkim Wybuchu.
Po tym jak astronomowie odkryli galaktykę oznaczoną jako SPT 0346-52 za pomocą teleskopu SPT (South Pole Telescope), obserwowano ją kilkoma innymi teleskopami naziemnymi jak i kosmicznymi. Dane zebrane za pomocą radioteleskopu ALMA ujawniły wyjątkowo jasną emisję w podczerwieni, która oznaczała, że w galaktyce zachodzą intensywne procesy gwiazdotwórcze.
Jednak pozostawało jeszcze jedno, alternatywne wytłumaczenie: mogło być tak, że duża część emisji w podczerwieni mogła pochodzić od gwałtownie rosnącej supermasywnej czarnej dziury w centrum galaktyki. Gaz opadający na czarną dziurę intensywnie się nagrzewa i zaczyna świecić, przez co pył i gaz znajdujące się w otoczeniu emitują dużą ilość promieniowania w podczerwieni. Aby zbadać tę możliwość, badacze z wykorzystali kosmiczne Obserwatorium Rentgenowskie Chandra oraz radioteleskop Australia Telescope Compact Array (ATCA).
Nie wykryto jednak żadnej emisji na falach rentgenowskich ani radiowych – dlatego też astronomowie mogli wyeliminować teorię mówiącą o czarnej dziurze.
„Teraz wiemy, że ta galaktyka nie posiada potężnej, intensywnie pożerającej gaz czarnej dziury, ona po prostu intensywnie świeci promieniowaniem nowo powstałych gwiazd,” mówi Jingzhe Ma z University of Florida w Gainesville, który kierował badaniami. „To mówi nam wiele o tym w jaki sposób galaktyki i gwiazdy je tworzące ewoluowały w początkach historii Wszechświata.”
W tejże galaktyce gwiazdy powstają w tempie około 4500 mas Słońca rocznie – to jedne z najintensywniejszych procesów gwiazdotwórczych kiedykolwiek zarejestrowanych. Dla porównania, w Drodze Mlecznej gwiazdy powstają w tempie 1 masy Słońca rocznie.
„Astronomowie nazywają takie galaktyki galaktykami gwiazdotwórczymi,” mówi współautor opracowania Anthony Gonzalez z University of Florida. „To określenie jednak nie pasuje do tej galaktyki, dlatego nazywamy ją galaktyką hiper-gwiazdotwórczą.”
Wysokie tempo powstawania gwiazd wskazuje na duże ilości zimnego gazu w galaktyce, który intensywnie zamieniany jest gwiazdy, z niespotykaną wręcz wydajnością.
Astronomowie mają nadzieję, że badanie większej liczby galaktyk takich jak SPT 0346-52 pozwoli im więcej dowiedzieć się o formowaniu i wzroście masywnych galaktyk i czarnych dziur znajdujących się w ich centrach.
„Od dziesięcioleci astronomowie wiedzieli, że supermasywne czarne dziury i gwiazdy tworzące otaczające je galaktyki powstają i ewoluują jednocześnie,” mówi współautor artykułu Joaquin Vieira z University of Illinois w Urbana-Champaign. „Dlaczego tak się dzieje wciąż pozostaje tajemnicą. SPT 0346-52 jest interesująca, bowiem obserwujemy niesamowite wręcz tempo powstawania nowych gwiazd, a nie możemy znaleźć oznak rosnącej supermasywnej czarnej dziury. Naprawdę chcielibyśmy dokładniej zbadać tę galaktykę, aby móc zrozumieć procesy, które spowodowały tak intensywne procesy gwiazdotwórcze i ich wpływ na wzrost czarnej dziury.”
SPT 0346-52 stanowi element populacji silnie soczewkowanych galaktyk odkrytych za pomocą SPT. SPT0346-52 jest sześć razy jaśniejsza niż miałoby to miejsce bez efektu soczewkowania – dzięki temu astronomowie są w stanie dojrzeć więcej szczegółów jej budowy.
Źródło:Chandra X-ray Center