Spirálgalaxisok – ütközés közben
(Rovat: Távoli világok kutatói, A hét képe - 2015.01.26 07:15.)

Az ütközés nem olyan durva, mint két szilárd égitesté, de látványos jelenségek kísérik. Több a szupernóva és a fényes röntgenforrás.

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.

Az NGC 2207 és az IC 2163 összeütköző galaxispárról készített kompozit képet (fent) három űrtávcső felvételeinek egyesítésével hozták létre. Ezeket lent külön is bemutatjuk. A Chandra-röntgentávcső képét rózsaszínnel, a Hubble-űrtávcső különböző optikai sávokban készített képét kék, fehér, narancs és barna színnel, végül a Spitzer-űrtávcső infravörös eredményei pirossal jelenítették meg. (A kép körülbelül 5 szögperc kiterjedésű területet ábrázol, ami a galaxisok távolságában 180 ezer fényévnek felel meg.) (Kép: röntgen – NASA / CXC / SAO / S. Mineo et al., optikai – NASA / STScI, infravörös – NASA / JPL-Caltech)

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.)