Orsolya
7 °C
17 °C

Hogy születnek a szupersűrű galaxisok?

2013.09.26. 10:21
Az apró, sűrű ultrakompakt törpegalaxisok jelenthetik az átmenetet a normál csillagvárosok és a gömbhalmazok között, bár az eredetük még nem teljesen tisztázott.

Csütörtökön megírtuk, hogy a Michigan Állami Egyetem kutatója, Jay Strader és munkatársai a Hubble-űrtávcsővel felfedezték a Messier-60 galaxis melletti különleges, ultrakompakt törpegalaxist, az M60-UCD1-et. Az átmérője mindössze 80 fényév, de csaknem százmillió csillag tömörül össze benne. A sűrűsége megközelíti a gömbhalmazokét, de valószínűleg mégsem gömbhalmazok összeolvadásával jött létre.

A csillagok többsége galaxisokban található, esetleg a csillagvárosokat övező gömbhalmazokban. A galaxisok kiterjedtek, még a legkisebb törpegalaxisok is legalább néhány száz fényév méretűek, de bennük a csillagok térbeli sűrűsége alacsony. A Nap környezetében például körülbelül 50 köbfényévenként található csillag, vagyis 3-4 fényévnyi távolságban vannak egymástól az égitestek. A gömbhalmazok ezzel szemben kicsik, de sűrűk, a belsejükben 10-100 csillag is összesűrűsödik egyetlen köbfényévnyi térfogatban.

A kilencvenes évek végére kiderült, hogy léteznek a gömbhalmazok és a legkisebb törpegalaxisok közti átmenetet jelentő égitestek; ezeket ultrakompakt törpegalaxisoknak (ultra compact dwarf, UCD) neveztek el. A név ugyanakkor félrevezető, mivel nem egyértelmű, hogy ezek az objektumok ténylegesen galaxisokból keletkeztek, vagy több gömbhalmaz összeolvadásából.

A Hubble felvétele az M60 galaxisról. A piros körrel jelölt égitest az M60-UCD1 ultrakompakt törpe. A szaggatott vonala kör egy normál törpegalaxist jelöl, összehasonlításul. A fehér csík nem valós jelenség, hanem adathiányt jelöl.
A Hubble felvétele az M60 galaxisról. A piros körrel jelölt égitest az M60-UCD1 ultrakompakt törpe. A szaggatott vonala kör egy normál törpegalaxist jelöl, összehasonlításul. A fehér csík nem valós jelenség, hanem adathiányt jelöl.
Fotó: J. Strader. / NASA

Az M60-UCD1 röntgensugárzást is kibocsát, ami kétfajta objektumból eredhet. Vagy a galaxisok egyik fő tartozéka – és egy központi, szupernehéz fekete lyuk hozza létre –, vagy pedig egy egyszerű röntgenkettősről – azaz egy normál csillag körül keringő neutroncsillagról, esetleg kisméretű fekete lyukról – van szó. Ezt további mérésekkel, például rádióhullámú sugárzás keresésével lehet ellenőrizni. Az M60-UCD1 szerkezete, a kémiai összetétele és a lehetséges központi fekete lyuk alapján gyanítható, hogy valódi galaxisról van szó.

Az ultrakompakt galaxisok épp azért különlegesek, mert eltérnek a normál törpegalaxisoktól. A modellszámítások alapján normál, kis méretű galaxisokból jönnek létre, amik aztán túl közeli kapcsolatba kerültek a nagyobb szomszédaikkal. Az árapályerők a galaxis nagy részét leszakították, így annak csak a sűrűsödő magja maradt meg megfigyelhető, ultrakompakt törpeként.

A csillagsűrűséget az égitestek felületi fényességének és az összfényességének viszonya jellemzi. Az apró pontok a sűrű gömbhalmazok, a cE, dE, E nagy pontok a ritka törpegalaxisok. Az ismert ultrakompakt törpéket az UCD halmaz jelzi: az M60-UCD1 felületi fényességben messze kiemelkedik közülük, jelezve a szokatlanul magas csillagsűrűséget.
A csillagsűrűséget az égitestek felületi fényességének és az összfényességének viszonya jellemzi. Az apró pontok a sűrű gömbhalmazok, a cE, dE, E nagy pontok a ritka törpegalaxisok. Az ismert ultrakompakt törpéket az UCD halmaz jelzi: az M60-UCD1 felületi fényességben messze kiemelkedik közülük, jelezve a szokatlanul magas csillagsűrűséget.

Ellenérv lehet, hogy az ütköző galaxisokra jellemző árapálycsóvák, vagyis csillagokból és csillagközi gázból álló, elnyúlt struktúrák hiányoznak az M60-UCD1 közeléből. Ezek azonban viszonylag hamar, egymilliárd év alatt is annyira eloszlanak, hogy nem lehet őket megfigyelni, így a hiányuk arra is utalhat, hogy az M60-UCD1 ennél régebben jött létre.

Az ultrakompakt törpék az érdekességükön túl jelentőséggel is bírnak. Ha a jelentős részük tartalmaz sötét anyagot is, akkor a galaxishalmazok felmérésénél figyelembe kell venni azt a hányadot, ami ezekre az apró, halvány objektumokba esik; így az adatokat pontosabban lehet összehasonlítani a kozmológiai számításokkal. A kémiai és szerkezeti tulajdonságaik a nagyobb galaxisokkal való korábbi kölcsönhatások nyomait is őrizhetik.