Bildkredit: Chandra
En ny bild som tagits av Chandra X-Ray Observatory har gett en av de bästa utsikten över två galaxer som liknar vår egen Vintergata mitt i en kollision. Alla galaxer, inklusive våra egna, har genomgått denna typ av sammanslagning tidigare, så den här bilden hjälper astronomer att förstå hur universum såg ut som det gör idag. Galaxerna började sin långsamma kollision för 10 miljoner år sedan och har redan skapat regioner med intensiv stjärnbildning och kan så småningom skapa ett supermassivt svart hål.
NASAs Chandra röntgenobservatorium har tillhandahållit den bästa röntgenbilden ännu av två Vinterglackliknande galaxer mitt i en motsatt kollision. Eftersom alla galaxer - inklusive våra egna - kan ha genomgått sammanslagningar ger detta insikt i hur universumet såg ut som det gör idag.
Astronomer tror att megafusionen i galaxen känd som Arp 220 utlöste bildandet av ett enormt antal nya stjärnor, skickade chockvågor som gnuglade genom intergalaktiskt rymd, och kan möjligen leda till bildandet av ett supermassivt svart hål i mitten av det nya konglomeratet galax. Chandra-data tyder också på att sammanslagningen av dessa två galaxer började för bara 10 miljoner år sedan, en kort tid i astronomiska termer.
"Chandra-observationerna visar att saker verkligen trasslar när två galaxer stöter på varandra i full fart," sade David Clements från Imperial College, London, en av teammedlemmarna som deltog i studien. "Händelsen påverkar allt från bildandet av massiva svarta hål till spridning av tunga element i universum."
Arp 220 anses vara en prototyp för att förstå hur förhållandena var i det tidiga universum, då massiva galaxer och supermassiva svarta hål antagligen bildades av många galaxkollisioner. På ett relativt närliggande avstånd på cirka 250 miljoner ljusår är Arp 220 det närmaste exemplet på en "ultra-lysande" galax, en som avger en biljon gånger lika mycket strålning som vår sol.
Chandra-bilden visar ett ljust centralt område i midjan på ett glödande timglas-format moln av multimillionsgrad gas. För att rusa ut ur galaxen med hundratusentals mil i timmen bildar den superuppvärmda som en "supervind", som tros bero på explosiv aktivitet genererad av bildandet av hundratals miljoner nya stjärnor.
Längre ut, som sträcker sig över ett avstånd på 75 000 ljusår, finns jättefliser av varm gas som kan vara galaktiska rester som slängs in i intergalaktiskt utrymme av den tidiga påverkan av kollisionen. Huruvida loberna kommer att fortsätta att expandera i rymden eller falla tillbaka i Arp 220 är okänt.
Centrum för Arp 220 är av särskilt intresse. Chandra-observationer gjorde det möjligt för astronomer att fastställa en röntgenkälla på den exakta platsen för kärnan i en av de före fusionerade galaxerna. En annan svagare röntgenkälla i närheten kan sammanfalla med kärnan i den andra galaxresten. Röntgenströmutgången från dessa punktliknande källor är större än väntat för svarta hål i stavar som ansluter sig till följeslagare. Författarna föreslår att dessa källor kan bero på supermassiva svarta hål i centrum för de sammanslagna galaxerna.
Dessa två restkällor är relativt svaga och ger starka bevis för att stödja teorin om att den extraordinära ljusstyrkan hos Arp 220 - ungefär hundra gånger så stor som vår Vintergalax - beror på den snabba stjärnbildningen och inte på en aktiv, supermassivt svart hål i mitten.
Men på några hundra miljoner år kan denna maktbalans ändras. De två massiva svarta hålen kan smälta samman för att producera ett centralt supermassivt svart hål. Detta nya arrangemang kan leda till att mycket mer gas faller in i det centrala svarta hålet och skapar en kraftkälla lika med eller större än den på grund av stjärnbildningen.
"Den ovanliga koncentrationen av röntgenkällor i centrum av Arp 220 tyder på att vi kunde observera de tidiga stadierna för skapandet av ett supermassivt svart hål och den eventuella kraftökningen av en aktiv galaktisk kärna," sade Jonathan McDowell från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, MA, en annan medlem av teamet som studerar Arp 220.
Clements och McDowell anslöt sig till denna forskning av en internationell grupp forskare från USA, Storbritannien och Spanien. Chandra observerade Arp 220 den 24 juni 2000 i cirka 56 000 sekunder med hjälp av Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS) instrument.
ACIS utvecklades för NASA av Pennsylvania State University, University Park, PA och Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA. NASA: s Marshall Space Flight Center i Huntsville, Ala, hanterar Chandra-programmet, och TRW, Inc., Redondo Beach, Kalifornien, är huvudentreprenören. Smithsonians Chandra X-ray Center styr vetenskap och flygoperationer från Cambridge, Mass.
