Kredit:Unsplash/CC0 Public Domain
För sex miljarder år sedan kolliderade två galaxer, deras kombinerade krafter kastade en ström av gas hundratusentals ljusår bort. Rapporterade denna vecka av ett team inklusive Pitt-astronomer, den ovanliga egenskapen ger en ny möjlig förklaring till varför galaxer slutar bilda stjärnor.
"En av de största frågorna inom astronomi är varför de största galaxerna är döda", säger David Setton, doktorand i fysik och astronomi på sjätte året. student vid Kenneth P. Dietrich School of Arts and Sciences. "Vad vi såg är att om du tar två galaxer och krossar dem tillsammans kan det faktiskt slita ut gas ur själva galaxen."
I den del av rymden vi bebor har de flesta stora galaxer för länge sedan slutat skapa nya stjärnor. Först nyligen har astronomer börjat leta längre bort – och därmed längre tillbaka i tiden – med verktygen för att hitta nyligen döda galaxer och ta reda på hur de kom dit.
Den kalla gasen som smälter samman och bildar stjärnor kan fly från galaxer på flera sätt, blåses bort av svarta hål eller supernovor. Och det finns en ännu enklare möjlighet, att galaxer helt enkelt tystnar när de har använt upp alla råvaror för att skapa stjärnor.
På jakt efter exempel på galaxer som nyligen stängde av stjärnbildning använde forskarteamet Sloan Digital Sky Survey, som har katalogiserat miljontals galaxer med ett teleskop vid Apache Point Observatory i New Mexico. Tillsammans med observationer från det markbaserade radioastronominätverket ALMA fann forskarna en sådan "post-starburst" galax sju miljarder ljusår bort som fortfarande visade tecken på tillgängligt stjärnbildande bränsle. "Så då behövde vi en förklaring," sa Setton. "Om den har gas, varför bildar den inte stjärnor?"
En andra passage med rymdteleskopet Hubble avslöjade sedan den distinkta "svansen" av gas som sträcker sig från galaxen. Utifrån det särdraget kunde forskarna, som kriminaltekniska undersökare som arbetade genom ett teleskop, rekonstruera galaxernas kollision och den enorma gravitationskraften som slet isär stjärnor och kastade en gasström mer än två Vintergatan från varandra. .
"Det var den rykande pistolen", sa Setton. "Vi blev alla så imponerade av det. Man ser inte så mycket gas så här långt borta från galaxen."
Teamet, inklusive Pitt Physics and Astronomy Docent Rachel Bezanson och alun Margaret Verrico (A&S '21) tillsammans med kollegor vid Texas A&M University och flera andra institutioner, rapporterade sina resultat i Astrophysical Journal Letters den 30 augusti.
Ett sådant extremt möte av galaxer är sannolikt sällsynt, sa Setton, men eftersom gravitationen drar stora objekt i täta grupper, är en sådan händelse vanligare än du kanske förväntar dig. "Det finns alla dessa stora tomrum i rymden, men alla de största galaxerna lever i rymden där alla andra stora galaxer lever," sa han. "Du förväntar dig att se den här typen av stora kollisioner en gång var tionde miljard år eller så för ett system som är så enormt."
Settons roll i projektet var att bestämma galaxens storlek och form, och han upptäckte att förutom svansen såg galaxen efter sammanslagningen förvånansvärt normal ut. När svansen väl bleknar om några hundra miljoner år kan den se ut precis som vilken annan död galax som helst – vilket ytterligare tyder på att processen kan vara vanligare än den verkar, något som teamet nu följer upp med en annan undersökning.
Tillsammans med att ge ledtrådar för hur universum blev som det är, sa Setton att sådana kollisioner återspeglar en möjlighet för framtiden för vår egen galax.
"Om du går och gör ett mörkt ställe och tittar upp på natthimlen kan du se Andromedagalaxen, som om fem miljarder år kan göra exakt detta med vår Vintergatan," sa Settton. "Det hjälper till att svara på den grundläggande frågan om vad som kommer att hända med Vintergatan i framtiden." + Utforska vidare
