Astronomer som använder Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) har upptäckt en tsunami av stjärnor och gas som kraschar halvvägs genom skivan i en spiralgalax känd som IC 2163. Denna kolossala våg av material - som utlöstes när IC 2163 nyligen svepte i sidled. en annan spiralgalax kallad NGC 2207 - producerade bländande bågar av intensiv stjärnbildning som liknar ett par ögonlock.

"Även om galaxkollisioner av den här typen inte är ovanliga, bara några få galaxer med ögonliknande, eller okulär, strukturer är kända för att existera, sa Michele Kaufman, en astronom tidigare vid Ohio State University i Columbus och huvudförfattare på en tidning som publicerades i dag i Astrofysisk tidskrift .

Kaufman och hennes kollegor noterar att bristen på liknande egenskaper i det observerbara universum sannolikt beror på deras tillfälliga natur. "Galaktiska ögonlock håller bara några tiotals miljoner år, vilket är otroligt kort i en galaxs livslängd. Att hitta en i ett så nybildat tillstånd ger oss en exceptionell möjlighet att studera vad som händer när en galax betar en annan, sa Kaufman.

Det interagerande galaxparet ligger cirka 114 miljoner ljusår från jorden i riktning mot stjärnbilden Canis Major. Dessa galaxer strök förbi varandra - skrapade kanterna på deras yttre spiralarmar - i vad som troligen är det första mötet av en eventuell sammanslagning.

Genom att använda ALMA:s anmärkningsvärda känslighet och upplösning, astronomerna gjorde de mest detaljerade mätningarna någonsin av kolmonoxidgasens rörelse i galaxens smala ögonlocksdrag. Kolmonoxid är ett spår av molekylär gas, som är bränslet för stjärnbildning.

Data avslöjar att gasen i den yttre delen av IC 2163:s ögonlock rusar inåt med hastigheter över 100 kilometer i sekunden. Denna gas, dock, avtar snabbt och dess rörelse blir mer kaotisk, så småningom ändrar bana och anpassar sig efter galaxens rotation snarare än att fortsätta sin pels-mellan rusning mot mitten.

"Vad vi observerar i den här galaxen är mycket som en massiv havsvåg som rör sig mot stranden tills den interagerar med det grunda, får den att tappa fart och dumpa allt vatten och sand på stranden, sa Bruce Elmegreen, en vetenskapsman med IBM:s T.J. Watson Research Center i Yorktown Heights, New York, och medförfattare på tidningen.

"Vi finner inte bara en snabb inbromsning av gasen när den rör sig från den yttre till den inre kanten av ögonlocken, men vi mäter också att ju snabbare den bromsar in, ju tätare molekylgasen blir, ", sade Kaufman. "Denna direkta mätning av kompression visar hur mötet mellan de två galaxerna driver gas att stapla upp, skapa nya stjärnhopar och bilda dessa bländande ögonlocksdrag."

Datormodeller förutspår att sådana ögonlocksliknande egenskaper kan utvecklas om galaxer interagerar på ett mycket specifikt sätt. "Det här beviset för en stark chock i ögonlocken är fantastiskt. Det är mycket bra att ha en teori och simuleringar som tyder på att det borde vara sant, men verkliga observationsbevis är bra, sa Curtis Struck, professor i astrofysik vid Iowa State University i Ames och medförfattare till tidningen.

"ALMA visade oss att hastigheterna för den molekylära gasen i ögonlocken är på rätt väg med de förutsägelser vi får från datormodeller, ", sade Kaufman. "Detta kritiska test av mötessimuleringar var inte möjligt tidigare."

Astronomer tror att sådana kollisioner mellan galaxer var vanliga i det tidiga universum när galaxer låg närmare varandra. Vid den tiden, dock, galaktiska skivor var i allmänhet klumpiga och oregelbundna, så andra processer överväldigade sannolikt bildandet av liknande ögonlocksdrag.

Författarna fortsätter att studera detta galaxpar och jämför för närvarande egenskaperna (t.ex. platser, åldrar, och massor) av de stjärnhopar som tidigare observerats med NASA:s rymdteleskop Hubble med egenskaperna hos de molekylära molnen som observerats med ALMA. De hoppas att bättre förstå skillnaderna mellan molekylära moln och stjärnhopar i ögonlocken och de på andra ställen i galaxparet.