Galaktyki zaczynają „umierać”, gdy przestają formować gwiazdy. Jednak do tej pory astronomowie nigdy nie dostrzegli wyraźnie momentu rozpoczęcia tego procesu w odległej galaktyce. Dzięki Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), której partnerem jest Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO), astronomowie dostrzegli galaktykę wyrzucającą prawie połowę swojego gwiazdotwórczego gazu. Dzieje się to w zaskakującym tempie odpowiadającym 10 000 mas Słońca rocznie — galaktyka gwałtownie traci swoje paliwo do tworzenia nowych gwiazd. Badacze przypuszczają, że to spektakularne wydarzenie zostało zainicjowane przez kolizję z inną galaktyką, co może prowadzić do przemyślenia teorii na temat tego, w jaki sposób galaktyki przestają powoływać do życia nowe gwiazdy.

„Po raz pierwszy zaobserwowaliśmy typową masywną galaktykę gwiazdotwórczą w odległym Wszechświecie będącą blisko ‘śmierci’ z powodu masywnego wyrzutu zimnego gazu”

– mówi Annagrazia Puglisi z Durham University w Wielkiej Brytanii i Saclay Nuclear Research Centre (CEA-Saclay) we Francji, kierująca nowymi badaniami.

Galaktyka ta, oznaczona jako ID2299, jest na tyle odległa, że jej światło potrzebuje 9 miliardów lat, aby do nas dotrzeć, widzimy ją w stanie, gdy Wszechświat miał 4,5 miliarda lat.

Wyrzut gazu następuje w tempie odpowiadającym 10 000 masom Słońca rocznie i usunie aż 46% całkowitej masy zimnego gazu z ID2299. Ponieważ jednocześnie galaktyka tworzy gwiazdy bardzo gwałtownie, setki razy szybciej niż nasza Droga Mleczna, pozostały gaz zostanie szybko skonsumowany, „wyłączając” ID2299 w zaledwie kilkadziesiąt milionów lat.

Galaktyka ID2299, produkt zderzenia dwóch mniejszych galaktyk i część jej gazu wyrzucana przez „ogon pływowy” w wyniku połączenia. Nowe obserwacje wykonane z ALMA uchwyciły najwcześniejsze etapy tego wyrzutu, zanim smuga gazu osiągnęła bardzo dużą skalę przedstawioną przez artystę.

Zespół podejrzewa, że wydarzeniem odpowiedzialnym za tak spektakularną utratę gazu, jest kolizja pomiędzy dwoma galaktykami, które połączyły się, formując ID2299. Wskazówką, która podsunęła naukowcom ten scenariusz, jest powiązanie wyrzucanego gazu z „ogonem pływowym”. Ogony pływowe to wydłużone strumienie gwiazd i gazu rozciągające się w przestrzeń międzygwiazdową, które są wynikiem połączenia dwóch galaktyk. Zwykle są zbyt słabe, aby zobaczyć je w odległych galaktykach. Jednak badaczom udało się zaobserwować względnie jasną „cechę” w chwili, gdy zaczęła swoją podróż w kosmos, a następnie zidentyfikować ją jako ogon pływowy.

Większość astronomów sądzi, że wiatry generowane przez powstawanie gwiazd i aktywność czarnych dziur w centrach masywnych galaktyk są odpowiedzialne za wyrzucanie materiału gwiazdotwórczego w przestrzeń kosmiczną, kończąc zdolność galaktyk do wytwarzania nowych gwiazd. Jednak nowe badanie opublikowane dzisiaj w Nature Astronomy sugeruje, że połączenia galaktyk (merdżery) również mogą być odpowiedzialne za wyrzucanie paliwa gwiazdotwórczego w kosmos.

„Nasze badanie sugeruje, że wyrzuty gazu mogą być wywoływane przez merdżery i że wiatry oraz ogony pływowe mogą wyglądać bardzo podobnie”

– mówi współautor Emanuele Daddi z CEA-Saclay.

Z tego powodu niektóre grupy badawcze, które wcześniej identyfikowały wiatry z odległych galaktyk, w rzeczywistości mogły obserwować ogony pływowe wyrzucające gaz.

„Może to doprowadzić nas do zrewidowania naszej wiedzy na temat tego, jak ‘umierają’ galaktyki”

– mówi Emanuele Daddi.

To zaskakujące odkrycie zostało dokonane przypadkiem, podczas gdy zespół analizował przegląd galaktyk wykonany przez ALMA, przeznaczony do badań własności zimnego gazu w ponad 100 dalekich galaktykach. ID2299 była obserwowana przez ALMA zaledwie przez kilka minut, ale potężne obserwatorium, zlokalizowane w północnym Chile, pozwoliło naukowcom zebrać wystarczającą ilość danych, aby wykryć galaktykę i wyrzucany przez nią ogon.

„ALMA rzuciła nowe światło na mechanizmy, które mogą zatrzymać formowanie gwiazd w odległych galaktykach. Bycie świadkiem tak wielkiego zakłócenia dodaje ważny element do skomplikowanej układanki galaktycznej ewolucji”

– mówi Chiara Circosta, badaczka na University College London w Wielkiej Brytania, która również wniosła wkład w badania.

W przyszłości zespół może wykorzystać ALMA do wykonania dla tej galaktyki głębszych obserwacji w większej rozdzielczości, co powinno pozwolić lepiej zrozumieć dynamikę wyrzucanego gazu. Obserwacje przy pomocy przyszłego Ekstremalnie Wielkiego Teleskopu, budowanego przez ESO, również mogą pomóc w analizie związków pomiędzy gwiazdami i gazem w ID2299, rzucając nowe światło na to, w jaki sposób ewoluują galaktyki.

Źródła:
European Southern Observatory, www.eso.org

Autor

Szymon Ryszkowski

Redaktor Naczelny Portalu Astronomicznego AstroNET, członek Klubu Astronomicznego Almukantarat. Autor gry planszowej Solar System Voyager.