UGC 5101 är en märklig galax med en enda kärna som finns i en ostrukturerad huvudkropp som antyder en nyligen genomförd interaktion och sammanslagning. UGC 5101 tros innehålla en aktiv galaktisk kärna som är extremt ljusstark, kompakt kärna - begravd djupt i gasen och dammet. En uttalad svans sträcker sig diagonalt upp till höger på ramen. En svagare gloria av stjärnor omger galaxen och är synlig på bilden, på grund av Hubbles förmåga att samla in och upptäcka svagt ljus. Denna gloria är förmodligen ett resultat av den tidigare kollisionen. UGC 5101 är cirka 550 miljoner ljusår bort från jorden. Den här bilden är en del av en stor samling av 59 bilder av sammanslagna galaxer tagna av rymdteleskopet Hubble och släpptes i samband med dess 18-årsjubileum den 24 april 2008. KREDIT:NASA, ESA, Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubbles samarbete, och A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)
Ultraluminous infraröda galaxer (ULIRGs), drivs av starburst-aktivitet och ofta med supermassiva svarta hål som samlar material vid sina kärnor, innehåller stora reservoarer av molekylär gas. Detta är att vänta:Molekylär gas är råmaterialet för nya stjärnor och dessutom innebär närvaron av det infraröda lysande varma dammet ett överflöd av molekylär gas. Galaxkollisioner utlöser ofta stjärnbildningsaktivitet och simuleringar avslöjar att när de två galaxerna smälter samman tenderar deras gas att falla mot kärnområdet där den utvecklas till en skiva med en radie på ungefär 1500 ljusår. Många sådana galaxer har observerats ha starka cirkumnukleära stjärnutbrott, tydligen som ett resultat. Observationer av kolmonoxidgasen (CO) i ULIRG, en riklig men lågdensitetsmolekylär art, har verkligen hittat bevis för cirkumnukleära skivor i det breda intervallet av hastigheter som gasen visar, kännetecknande för roterande skivor. Dock, astronomer vet att stjärnbildning kräver närvaro av gas som är 10-100 gånger tätare än den som spåras av CO; de är osäkra på fördelningen av tätare material, och även den roll som den aktiva kärnan kan spela för att forma skivan.
Det nyligen färdigställda Large Millimeter Telescope Alfonso Serrano (LMT) är världens största enskål, styrbar, submillimeter-våglängdsteleskop (dess diameter är femtio meter), och är ett binationellt projekt mellan Mexiko och USA. Submillimetervåglängderna är idealiska för att studera det svala, tät molekylär gas i arter som HCN och CS. CfA-astronomen Giovanni Fazio var medlem i ett team som använde LMT för att studera den täta molekylära gasen i den cirkumnukleära skivan i ULIRG UGC5101. Astronomerna observerade nio molekyler och fann att dessa täta gasspårämnen också visade breda hastighetsprofiler som spänner över cirka 800 km/sek. alla med dubbeltoppsformen som är karakteristisk för att se en roterande torus lätt kantad.
Det stora millimeterteleskopet Alfonso Serrano (LMT), världens största enskålsstyrbara millimetervåglängdsteleskop. Astronomer har använt denna nyligen fungerande anläggning för att studera den täta, stjärnbildande molekylär gas i en torus runt kärnområdet i den ultraluminösa infraröda galaxen UGC5101, och dra slutsatsen att gasen är i keplerisk rörelse med det tätaste materialet i de innersta radierna. Kredit:Alfonso Serrano
När en skivas rotation domineras av gravitationskrafter, dess material rör sig enligt Keplers lagar (samma lagar styr planeternas banor) med det innersta materialet som kretsar snabbast - motsatsen till beteendet för en roterande stel skiva. Forskarna drar slutsatsen att den cirkumnära skivan i UGC5101 följer Keplerians beteende, och eftersom de olika molekylerna spårar något olika densitetsmaterial kan de använda varje arts Kepler-hastighet för att modellera fördelningen av densiteten över skivan, med de inre områdena med högre densitet som rör sig snabbare. Det nya resultatet, en av de första för den nya LMT, hjälper till att mer detaljerat modellera strukturen av den cirkumnukleära starburst-ringen, dess fusionsutveckling, och dess samspel med den aktiva kärnan.
