Mitten av vår Vintergalax. Klicka för att förstora
Astronomer studerar närliggande ”lysande infraröda galaxer” för att få en bättre uppfattning om hur extremt avlägsna galaxer kan se ut. Vissa av dessa galaxer är 1/50: e storleken på Vintergatan (2000 ljusår över), men de har samma mängd gas. Denna tätt packade gas orsakar nästan konstant stjärnbildning och matar supermassiva svarta hål. Detta är förmodligen hur det tidiga universumet såg ut.
Om du inte kan resa till den pittoreska sanden på Waikiki Beach, kan du alltid göra det näst bästa och besöka en lokal strand. Båda "hot spots" får mycket sol.
Astronomer använder en liknande sightseeingtaktik och studerar närliggande extrema galaxer kända som "lysande infraröda galaxer" för att lära sig om deras avlägsna motsvarigheter i det tidiga universum. Astronom Christine Wilson (Smithsonian Astrophysical Observatory / McMaster University) och hennes kollegor har funnit några överraskande gemensamheter mellan dessa extrema galaxer och deras vardagliga kusiner som Vintergatan.
"Dessa galaxer är ovanliga på vissa sätt, men förvånansvärt normala i andra," sade Wilson. "De är som gigantiska sequoias - de ser spektakulära ut, men de växer från samma smuts som din grundbuske."
Wilson presenterade sitt lags resultat idag på en presskonferens vid 208: e mötet i American Astronomical Society.
Ljus- och ultraluminösa infraröda galaxer är öar med stjärnor och damm som avger den stora majoriteten (90-99 procent) av deras ljus vid långa infraröda våglängder. Alla kända exempel visar bevis på galaxinteraktioner och sammanslagningar som rör upp dem. Gas och damm kraschar tillsammans i centrum för dessa galaxer, bränslar enorma utbrott av stjärnbildningar eller matar jätte centrala svarta hål.
"All action i dessa galaxer händer i deras centra," sa Wilson.
Liknande interaktioner var mycket vanligare i det tidiga universum när galaxerna var närmare varandra. Observationer har upptäckt många exempel på extrema galaxer på avstånd från 8 till 10 miljarder ljusår. På dessa stora avstånd är detaljerad studie svår med nuvarande instrument, därmed astronomernas intresse för sina närliggande motsvarigheter.
För att undersöka dessa galaktiska "hot spots" använde Wilson och hennes kollegor Smithsonians Submillimeter Array. Den höga rumsliga upplösningen av Array var avgörande för denna studie, vilket gjorde det möjligt för teamet att undersöka galaktiska centra där större delen av stjärnbildningen äger rum.
"Vissa av dessa galaxer har lika mycket gas som Vintergatan trängde in i en region endast 2000 ljusår över - en femtionde (1/50) storleken på vår galax," förklarade Wilson.
Cirka tre fjärdedelar av tiden brister gaskraften av stjärnbildningen. I andra fall matar gasen ett gigantiskt svart hål. Hur som helst, mycket energi pumpas ut i det infraröda.
Wilson och hennes kollegor bestämde de totala mängderna av gas och damm i var och en av de fem mest lysande galaxerna de studerade. De delade de två siffrorna för att beräkna gas-till-damm-förhållandet.
Galaxer som Vintergatan innehåller vanligtvis cirka 100 gånger mer gas än damm. Överraskande visade de extrema infraröda galaxerna liknande värden.
"Med tanke på deras ovanliga miljö är jag inte säker på att jag skulle ha förväntat mig att se ett normalt gas-till-dammförhållande", säger Wilson. "Det faktum att vi ser ett normalvärde tyder inte bara på att våra massberäkningar är korrekta, utan också att dessa galaxer är mer som våra egna än vi kanske gissat."
Lysande infraröda galaxer visar också några intressanta skillnader från sina kusiner i det tidiga universum. Till exempel är avlägsna galaxer tio gånger ljusare i molekylära utsläpp, vilket indikerar att de innehåller mer gas. Denna gas tenderar också att röra sig snabbare, vilket ger bevis på att galaxerna är mer massiva. Mest intressant verkar avlägsna extrema galaxer vara större i storlek, vilket antyder att gastätheten faktiskt kan vara lägre i dessa avlägsna galaxer trots deras större totala mängd gas.
Framtida arbete av Wilson och hennes team kommer att fokusera på att bestämma hur galaxegenskaper förändras när interaktioner och sammanslagningar fortskrider över tiden.
Huvudkontoret ligger i Cambridge, Mass., Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) är ett gemensamt samarbete mellan Smithsonian Astrophysical Observatory och Harvard College Observatory. CfA-forskare, organiserade i sex forskningsavdelningar, studerar universums ursprung, evolution och slutliga öde.
Originalkälla: CfA News Release
