Когда галактики сталкиваются, создается впечатление, что все участники симфонии начали яростное крещендо: когда их звезды и газ падают к центру, звездообразование усиливается. В то же время черные дыры галактик наполняются и загораются, выделяя энергию и материал в окружающий газ. Эти «увертюры», которые продолжаются сотни миллионов лет, наиболее яркие там, где центры галактик, называемые ядрами, сливаются, и эти области также заполнены пылью. До сих пор инфракрасные наблюдения с высоким разрешением из космоса, способные пробить пыль, были невозможны. Наблюдения космического телескопа НАСА Джеймса Уэбба дадут как инфракрасные изображения, так и спектры, которые позволят исследователям добавить невероятные детали к нашему пониманию точной действующей механики.
Исследовательская группа под руководством Ли Армуса из Калифорнийского технологического института / IPAC в Пасадене и Аарона Эванса из Университета Вирджинии и Национальной радиоастрономической обсерватории в Шарлоттсвилле будет изучать центры класса взаимодействующих галактик, известных как сливающиеся светящиеся инфракрасные галактики. «Инструменты Уэбба сделают огромный скачок в наших способностях понять, что происходит в этих галактиках», - объяснил Армус. «Изображения и спектры будут не только в 50-100 раз более чувствительными, чем предыдущие инфракрасные данные, но и значительно четче».
Эти сливающиеся галактики часто представляют собой богатые газом спиральные галактики, что означает, что они все еще образуют звезды до столкновения. Когда они приближаются друг к другу и танцуют изящный «танец», газ в галактиках теряет угловой момент и устремляется к центру. Это вызывает дополнительное звездообразование с ускоренной скоростью, до сотен солнечных масс в год по сравнению с одной или двумя в год, наблюдаемыми в обычных галактиках, образующих звезды, таких как наша собственная. Во время формирования звезд они нагревают окружающую пыль, генерируя огромное количество энергии в инфракрасном свете.
Инфракрасные инструменты Уэбба с высоким разрешением позволят исследователям впервые определить центральные области звездообразования. «Мы стремимся наблюдать области размером от 150 до 300 световых лет в поперечнике», - сказал Эванс. «Для контекста, эти галактики простираются на сотни миллионов световых лет в поперечнике. Уэбб снимет с себя всю пыль и увидит, что происходит в их сердцах ».
Отодвигая «пыльный» занавес
Каждая из целей команды является частью гораздо более крупной, рассчитанной на несколько десятилетий программы, известной как GOALS, The Great Observatories All-sky LIRG Survey. Исследовательская группа изучила более 200 сливающихся светящихся инфракрасных галактик по всему электромагнитному спектру, от радио и ультрафиолетового света до видимого и рентгеновского света, создав надежные наборы данных для каждой.
Исследователи тщательно выбрали четыре цели, каждая из которых состоит из двух галактик, чтобы получить гораздо более полное представление об активности, происходящей в этих сливающихся галактиках, путем добавления инфракрасных данных с высоким разрешением. У них есть ряд характеристик, хотя все они отмечены интенсивным звездообразованием или активно питающейся сверхмассивной черной дырой:
Два ядра находятся в центре NGC 3256, но одно в значительной степени скрыто темными полосами пыли, поэтому инфракрасные наблюдения необходимы для полного понимания того, где образуются звезды и где могут находиться черные дыры, а также как они влияют друг на друга. Сильные галактические ветры исходят от обоих ядер, но их свойства в значительной степени неизвестны.
NGC 7469 имеет кольцо звездообразования и центральное яркое активное ядро галактики с джетом. Наблюдения Уэбба помогут исследователям определить, как центральное активное ядро влияет на звездообразование в центре галактики.
Пыль также окутывает одну из двух галактик, составляющих VV 114. Хотя известно, что широко распространенное звездообразование происходит в обеих взаимодействующих галактиках, одна из них ярко светит в инфракрасном, а другая - в ультрафиолетовом свете. Уэбб даст нам самое ясное представление об этой захватывающей и сложной паре слияния.
II Zw 096 уникален среди галактик GOALS, поскольку источник его огромной инфракрасной мощности исходит из очень компактной области, не связанной с ядрами ни одной из сливающихся галактик. Этот объект производит звезды почти в 100 раз быстрее, чем Млечный Путь, но в области менее одной десятитысячной площади. Уэбб продолжит наблюдения этих галактик с помощью бывшего космического телескопа НАСА «Спитцер», что позволит исследователям проникнуть в пыль и найти погребенную, быстро растущую сверхмассивную черную дыру.
***
Фотографии взяты из открытых источников, с сервиса Яндекс.Картинки
Подписывайся на канал. Впереди много интересной информации.
