Disse ultralysende infrarøde galakser udsender en billioner soler værd af infrarødt lys, drevet af bursts af stjernedannelse i kolliderende galakser.
Se de ultralysende infrarøde galakser eller ULIRG'er. Som navnet antyder, er det galakser, der pumper ud vidunderlige mængder af infrarødt lys - meget mere end en typisk galakse. Hvilke kræfter disse infrarøde beacons forstår er ikke helt forstået, men de ser ud til at være drevet af massive udbrud af stjernedannelse efter kollisioner mellem hele galakser!
ULIRGs blev opdaget af den infrarøde astronomiske satellit i 1983 og har været et puslespil i nogen tid. Selvom de udsender lys ved alle bølgelængder, er 98% af det infrarødt (i modsætning til vores galakse, der udsender ca. 30% infrarødt). ULIRGs infrarøde lysstyrke svarer til over en billion solskin. Desuden er denne enorme energi koncentreret i centrum af disse galakser og stråler fra et kompakt område et par tusinde lysår på tværs.
Hvordan koncentrerer en galakse så meget energi i et relativt lille rumfang? Ved at slå to galakser sammen.
Et Hubble-rumteleskopbillede af Antennegalakserne - to spiralgalakser i midten af kollisionen 45 millioner lysår væk. Det blå lys kommer fra nye stjerner omgivet af brintskyer (i lyserødt). Kredit: NASA, ESA og Hubble Heritage Team (STScI / AURA) -ESA / Hubble Collaboration
Kollisioner mellem galakser er almindelige. Over hele himlen ser astronomer par galakser, der smelter sammen for at danne en ny, større galakse. Vores egen galakse cannibaliserer i øjeblikket to bittesmå systemer - de store og små magellanske skyer, der er synlige på den sydlige halvkugle - og er på en kollisionskurs med vores største galaktiske nabo, Andromeda Galaxy, fire milliarder år fra nu.
Når galakser kolliderer, smadrer de sjældent ind i hinanden. Det kollision ligner mere et blik. De to galakser passerer hinanden, og som de gør, gør deres indbyrdes tyngdepunktsattraktion dem nedsat. Tråde af fjernet gas og stjerner - kaldet tidevandshaler - danne broer, der forbinder galakserne. Røvet af fart, galakserne bremser langsomt, drejer rundt og begynder at falde mod hinanden igen. Galakserne bliver yderligere sammenfiltret, når deres stjerner blandes sammen. Til sidst går deres separate identiteter tabt, når to galakser bliver en.
Placeret 300 millioner lysår fra Jorden, hvad astronomer kalder musene, er et par interaktive galakser. De lange haler er strømme af stjerner og gas, der kastes ind i intergalaktisk rum ved tidevandsinteraktioner. Kredit: NASA, H. Ford (JHU), G. Illingworth (UCSC / LO), M.Clampin (STScI), G. Hartig (STScI), ACS Science Team og ESA
En galaktisk kollision er et ganske spektakulært og energisk syn. I de enkelte galakser forårsager gravitationsmomenter interstellær brintgas til at spiral ind i det galaktiske centrum. Al denne indtrængende gas komprimeres hurtigt. Stødbølger rippler gennem det tragtede brint og udløser bølger af stjernedannelse - a starburst. Galaxiens centrum lyser op med det varme, blå lys fra unge stjerner.
Starbursts varer typisk kun et par hundrede millioner år. Normalt skjules det synlige og ultraviolette lys fra nye stjerner af huder af interstellært støv, der kommer i klemme i de galaktiske gasstrømme. Det varme lys fra disse unge stjerner opvarmer de støvkokoner, de er født i. Støvet reagerer ved at glødes med infrarødt lys. Den mest kraftfulde vises i vores teleskoper som ULIRGs.
Den centrale kerne i starburst-galaksen M82. Støvbanerne er silhuetteret af glødende gas: svovl (rød), ilt (grønt og blåt) og brint (cyan). Kredit: ESA / Hubble & NASA
ULIRG'er er kun et trin i udviklingen af galakser. Det pludselige udseende af nye, massive stjerner fører til en bølge af supernovaer i den galaktiske kerne og oprettelsen af sorte huller. De sorte huller lever af banketten med råmateriale, der omgiver dem, og bliver til sidst supermassive monstre, mange millioner eller milliarder gange tunge end vores sol. Disse eksotiske dyr kan drive motorer med overophedede gasskiver, der spiraler ned på dem. Diskerne frigiver nok energi til at sprænge det interstellære materiale tusinder af lysår i intergalaktisk rum, evakuerer den galaktiske kerne og øjeblikkeligt skinner som en superlys kvasar. Røvet af friske ingredienser lukker både starburst og det sorte hul til sidst ned og går stille.
IRAS 19297-0406 er en ULIRG forårsaget af fire galakser, der smelter sammen en milliard lysår fra Jorden. Det kolliderende område (gult og blåt), hvor 200 nye stjerner fødes om året, er 100 gange lysere end Mælkevejen og cirka halvdelen af dens størrelse. Kredit: NASA, NICMOS Group (STScI, ESA) og NICMOS Science Team (Univ. Of Arizona)
Vores egen galakse kunne have været igennem en lignende periode - eller muligvis bølger af stjernebrydende epoker - da den voksede gennem sammenvoksningen af mindre galakser. Måske om fire milliarder år, når vi kolliderer med Andromeda, vil det ske igen. Hvordan ser det ud for menneskehedens børnebørn? Mælkevejen producerer i øjeblikket kun et par nye stjerner årligt. På hvilken måde ville himlen ændre sig, hvis vi boede i en galakse, der brast med lyset fra hundreder af nye stjerner, der lyser op hvert år?
ULIRGs - Ultralysende infrarøde galakser - hjælper med at afsløre historien om den galaktiske udvikling og Mælkevejens historie. I infrarøde teleskoper skinner de med lyset fra en billion billioner - men kun i et stykke tid. De er, ligesom os selv, flygtige. De fylder universet med infrarødt lys fra interstellært støv, der er bombarderet med energien fra en mangfoldighed af nye stjerner og derefter falder roligt tilbage til uklarhed.