Spirálgalaxisok – ütközés közben

Az ütközés nem olyan durva, mint két szilárd égitesté, de látványos jelenségek kísérik.

A mintegy 130 millió fényév távolságban lévő, a Nagy Kutya csillagképben látható NGC 2207 és IC 2163 jelű spirálgalaxisokról már korábban megállapították, hogy éppen összeütköznek egymással. A galaxisok ütközése önmagában – elsősorban a folyamat lassúsága miatt – nem túl látványos. Hosszú távon azonban több olyan jelenséggel jár együtt, amelyek az elektromágneses színkép különböző tartományaiban látványosan mutatkoznak meg.

Ezek együttes vizsgálatát különböző űrtávcsövekkel végzett megfigyelések teszik lehetővé. A galaxispárról három képet és azok egyesítését mutatjuk be. A képek összehasonlításával feltűnő a látványos jelenségek térbeli egybeesése, ami a jelenségek közötti fizikai kapcsolatra utal – a kapcsolatot feltételezhetően a közös ok, az ütközés következtében fellépő fizikai változások jelentik.

A két galaxisban 15 év alatt három szupernóvát figyeltek meg. Bár sem a 15 év, sem a három esemény nem elég statisztikai vizsgálathoz, mégis úgy tűnik, az adat alátámasztja, hogy a galaxisok ütközése következtében megnő a csillagok keletkezésének (és következésképpen pusztulásának) a gyakorisága. (A szupernóvák átlagos gyakoriságát galaxisonként és évszázadonként 1-nek becsülik.)

A galaxispárban feltűnően sok szuperfényes röntgenforrást (ULX, ultraluminous X-ray source) figyeltek meg a Chandra röntgentávcsővel. A Tejútrendszerhez hasonlóan a vizsgált két galaxisban is sok röntgenkettős fordul elő, amelyekben egy közönséges csillag neutroncsillag vagy „csillagtömegű” fekete lyuk körül kering. A kompakt égitest erős gravitációja révén anyagot szív el a csillagból, amely a kompakt objektum körül keringve sok millió fokra forrósodik fel, ezért röntgensugárzást bocsát ki.

Az ULX-ek pontos mibenléte egyelőre vita tárgya, de a csillagászok a közönséges röntgenkettősök egy speciális típusának vélik őket. Egyes ULX-ekben a fekete lyuk tömege nagyobb lehet a közönséges csillagtömegű fekete lyukakra jellemzőnél, ezek a fekete lyukak olyan tömegosztályát képviselhetik, amelyek létezését eddig még nem sikerült megerősíteni.

A Chandra legújabb képein a két galaxis térségében 28 ULX-et azonosítottak, amelyek közül 12 több év alatt változtatja az erősségét. Utóbbiak közül hét a korábbi felvételeken egyáltalán nem is volt látható, mert azok készítésekor működésük „nyugodt” szakaszában lehettek.

A kutatók erős korrelációt mutattak ki a galaxispárban a röntgenforrások száma és az adott régióban a csillagkeletkezés üteme között. Jól látható a korreláció a kompozit képen, mert a röntgenforrások a spirálkarokba koncentrálódnak, ahol a legnagyobb ütemű a csillagok keletkezése. A korrelációból arra is következtetnek, hogy a kettős rendszerekben a kísérőcsillagok fiatalok és nagy tömegűek.

Ismert jelenség, hogy a képen láthatóhoz hasonló ütköző galaxisokban intenzív a csillagkeletkezés. A galaxisok ütközése következtében a csillagközi gázban lökéshullámok alakulnak ki, amelyek megindítják a gázfelhők összeomlását és bennük a csillaghalmazok kialakulását.

A kutatók becslése szerint az ULX-ekhez kapcsolódó csillagok nagyon fiatalok, csak csupán 10 millió évesek lehetnek. (Összehasonlításképpen: a Nap a 10 milliárd évesre becsült élettartamának a felénél jár.) Elemzések szerint a galaxispárban évente mintegy 24 naptömegnyi anyag tömörül különböző tömegű csillagokba. (A Tejútrendszerhez hasonló spirálgalaxisokban évente csak 1–3 naptömegű anyagból keletkeznek csillagok.)