銀河団と衝突すると銀河は細断される

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画像クレジット:Chandra

チャンドラX線天文台からの新しい画像は、私たちの天の川が時速750万キロメートルで銀河のクラスターに衝突しているように見えていた遠方の銀河を示しています。この衝突の力は非常に強いため、銀河内の周囲の水素が取り除かれ、骨格のらせん状の腕だけが残ります。水素がなければ、銀河での新しい星の形成は止まりました。銀河の衝突は以前に見られましたが、これはこれまでに見られた中で最も速くて激しい衝突です。

20万光年にわたるゼーシングガスのストリーマーを追跡します。かつて私たちの天の川のような銀河が、遠くの銀河団の中心部を時速450万マイルで突入するときに細断されています。周囲のクラスターガスとのこの異常に激しい衝突では、銀河は、新しい星を作るために新鮮な水素が内臓から取り除かれ、その骨格のらせん状の腕まで剥ぎ取られます。

銀河の時期尚早の終焉は、激しい宇宙で渦巻銀河に起こることの謎を解くための新しい手がかりを提供しています。初期の宇宙のビューは、渦巻銀河がかつて銀河の豊富なクラスターではるかに豊富であったことを示しています。しかし、彼らは宇宙の時間をかけて消えていたようです。これらの「行方不明の遺体」はどこに行ったのですか?

天文学者は、さまざまな望遠鏡と分析技術を使用して、「CSI」または犯罪現場調査官のスタイルで、銀河団の大まかな近傍でこの銀河に起こっていることを調べています。アラバマ大学のウィリアムキール氏は、「これは銀河の攻撃とバッテリーの明らかな事例です」と述べています。 「犯罪が犯されていることを示すこのようなさまざまな手法から得られた一連の結果、および手口が初めてとなるのは、今回が初めてです。」

キールと同僚は、今日のジョージア州アトランタで行われたアメリカ天文学会の第203回会議での一連のプレゼンテーションで、銀河の晩年の「法医学的証拠」を提示しています。天文学者は、X線、光学、および電波での銀河の外観を分析する望遠鏡からのさまざまな診断観察を組み合わせることによって、証拠を集めました。異なる波長での並行観測は、星、ガス、および塵がC153と呼ばれる壊れやすい銀河の周りをどのように投げられ、引き裂かれているかを追跡します。そのような「苦しめられた」銀河は以前に見られましたが、この崩壊は異常に迅速で暴力的です。銀河は、約1億年前に別の銀河団に激突した銀河団に属しています。この銀河は、衝突するクラスターの密集したコアをまっすぐに軌道に沿って落下する際に、打撃の矢面に立ちました。

「これは、私たちが目にする奇妙なX線と電波の放射を説明するのに役立ちます」とキールは言います。 「銀河は、星団の誕生を止めて銀河を変換することで、ガスが高温のクラスターガスを飛行するときに、ガスがどのように取り除かれるかを研究するための実験室です。」

このクラスターにおける銀河系の騒乱の最初の提案は、1994年にニューメキシコ州ソコロ近くの超大型アレイ電波望遠鏡がクラスター内に異常な数の電波銀河、Abell 2125を検出したときに起こりました。銀河団のブラックホール。ラジオ観測はまた、C153が他の銀河よりも非常に強力なラジオ源として際立っていたことを示しました。

キールのチームは、銀河に関する詳細を明らかにするために、さらなる観測の広範なプログラムを開始しました。 「これは、クラスター統合の1000万光年スケールのイベントと、個々の銀河の内部で何が起こるかの間の関係がどのようになるかを確認するために設計されました」とキールは言います。

ROSAT衛星(レントゲン衛星の頭字語)からのX線観測により、銀河を包む華氏3600万度(2000万度ケルビン)のガスがクラスターに大量に含まれていることがわかりました。より一般的な場合のように、ガスはクラスター全体にスムーズに分布するのではなく、2つの主要な塊に集中します。

これは、2つの銀河団が実際に衝突しているという疑いを強めました。 1990年代半ばから後半にかけて、天文学者はクラスター上のキットピーク国立天文台にあるメイオール4メートル望遠鏡とWIYN 3.5メートル望遠鏡を回して、分光法で星の光を分析しました。彼らは多くの星形成システムと衝突によって燃料を供給された活発な銀河ブラックホールさえ発見しました。 KPNO望遠鏡を使用してクラスターをカラーでフォトマップすると、崩壊している銀河C153が劇的に際立っていました。

その後、天文学者はNASAのハッブル宇宙望遠鏡(HST)をC153に訓練し、奇妙な形状を解決しました。彼らは、銀河が異常に塊に見え、多くの若い星団と混沌とした塵の特徴があることを発見しました。銀河の円盤の機能が破壊されていることに加えて、HSTはまた、尾の光が最近の星形成に主に起因していることを示しており、銀河がクラスターコアを通過する際の銀河のストリッピングへの直接リンクを提供します。すきの前の雪のように、銀河の前縁に沿って圧縮されたガスは、新しい星の誕生の火嵐を引き起こしました。最近の星形成の証拠は、ハワイの10メートルのジェミニ北望遠鏡で得られた光学スペクトルからも得られます。スペクトルにより、研究者は最近の星形成のバースト以来の時間を推定できます。

この結論は、キットピークのメイオール望遠​​鏡のモザイクカメラが銀河から放出された拡張ガスの非常に長い尾を見つけたときにさらに強化されました。尾は、新しい星誕生領域から沸騰する恒星風のハリケーンによって部分的に生成されたと思われ、銀河が銀河団の周囲の高温ガスを通り抜けるときに後方に吹き飛ばされます。

ジェミニ望遠鏡での分光観測により、天文学者はスターバーストの年代測定を行うことができました。彼らは、C153の青色光の90%が1億年前の星の集団からのものであることを発見しました。この年齢は、銀河がクラスターコア内の最も密度の高いガスを介して注意を払っていたはずの時間に対応しています。

ジェミニ分光の観測では、通常の円盤銀河と同様に、星が中心を中心に規則的な軌道運動パターンを描いています。しかし、星とは独立して移動しているガスの複数の広範囲にわたる雲があります。 「星とガスは純粋に重力に反応するので、これは重力を超える何かが働いているに違いないという重要な手がかりです」とキールは言います。 「言い換えれば、銀河のガスは星が何をしているのか知りません。」

NASAのチャンドラX線天文台は、光学望遠鏡で検出された冷たい雲と関連する無線機能が、はるかに大きな数百万度のガスの進路に埋め込まれていることを発見しました。チャンドラのデータは、この熱いガスはおそらくスターバーストによって重元素が豊富であり、クラスターに浸透するはるかに大きなガスの雲を超音速運動することによって銀河から追い出されたことを示しています。

まとめると、これらの観察結果は、クラスター内の外部ガスのラム圧が銀河自体のガスを除去している証拠を提供します。このプロセスは、クラスター銀河の強制進化を説明するために長い間仮定されてきました。その余波はいくつかの方法で見られました。近くにあるいくつかの例、セイファーのセクステットとステファンのクインテットは、高速衝突の余波を示すタイトなクラスターです。

銀河C153は、その渦状腕の最後の痕跡を失う運命にあり、中心のふくらみと円盤を持っているが、らせん状腕の構造を持たない穏やかなS0タイプの銀河になる運命にあります。これらのタイプの銀河は、今日見られる密集した銀河団で一般的です。天文学者は、2004年に再びジェミニで新しい観測を行い、尾部のガスと星のダイナミクスを研究する予定です。

科学チームのメンバーは、ウィリアムキール(アラバマ大学)、フレーザーオーウェン(国立電波天文台)、マイケルレドロー(ジェミニ天文台)、ダニエルワン(マサチューセッツ大学)です。

NASAのマーシャル宇宙飛行センター(アラバマ州ハンツビル)は、ワシントン州NASA本社の宇宙科学部のチャンドラプログラムを管理しています。カリフォルニア州レドンドビーチのノースロップグラマン(以前はTRW、Inc.)がこの天文台の開発請負業者でした。スミソニアン天体物理天文台は、マサチューセッツ州ケンブリッジにあるチャンドラX線センターからの科学および飛行業務を管理しています。

元のソース:Chandraニュースリリース

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