Галактика звездообразования - Starburst galaxy

В Антенны Галактики являются примером галактики со вспышкой звездообразования, возникшей в результате столкновения NGC 4038 / NGC 4039. Авторы и права: НАСА /ЕКА.

А галактика со вспышкой звездообразования это галактика проходит исключительно высокий уровень звездообразование по сравнению с долгосрочной средней скоростью звездообразования в галактике или скоростью звездообразования, наблюдаемой в большинстве других галактик. Например, скорость звездообразования в галактике Млечный Путь составляет примерно 3 M☉ / год; однако в галактиках со вспышками звездообразования скорость звездообразования более чем в 33 раза выше.[1] В галактике со вспышкой звездообразования скорость звездообразования настолько велика, что галактика поглотит весь свой газовый резервуар, из которого формируются звезды, в масштабе времени, намного меньшем, чем возраст галактики. Таким образом, звездообразование природа галактики - это фаза, которая обычно занимает короткий период эволюция галактики. Большинство галактик со вспышкой звездообразования находятся в середине слияние или близкое столкновение с другой галактикой. Галактики со вспышкой звездообразования включают M82, NGC 4038 / NGC 4039 (Антенны Галактики) и IC 10.

Определение

Свет и пыль в соседней галактике со вспышкой звездообразования[2]

Галактики со вспышкой звездообразования определяются этими тремя взаимосвязанными факторами:

  1. Скорость, с которой в настоящее время галактика превращает газ в звезды (скорость звездообразования или SFR).
  2. Доступное количество газа, из которого могут образовываться звезды.
  3. Сравнение шкалы времени, в которой звездообразование будет потреблять доступный газ, с возрастом или периодом вращения галактики.

Обычно используемые определения включают:

  • Продолжение звездообразования, при котором текущий SFR исчерпал бы доступный газовый резервуар гораздо раньше, чем возраст Вселенной (время Хаббла).
  • Продолжение звездообразования, при котором текущий SFR исчерпает доступный газовый резервуар гораздо быстрее, чем в динамической шкале времени галактики (возможно, за один период вращения в галактике дискового типа).
  • Текущий SFR, нормализованный прошлым усредненным SFR, намного больше единицы. Это соотношение называется «параметром рождаемости».

Спусковые механизмы

Слияния и приливные взаимодействия между богатыми газом галактиками играют большую роль в возникновении звездообразований. Галактики в разгар звездообразования часто показывают приливные хвосты, указание на близкое столкновение с другой галактикой или на слияние. Взаимодействия между галактиками, которые не сливаются, могут вызвать нестабильные режимы вращения, такие как барная нестабильность, из-за которой газ направляется к ядру и вызывает всплески звездообразования около ядра галактики. Было показано, что существует сильная корреляция между однобокостью галактики и молодостью ее звездного населения, причем более однобокие галактики имеют более молодое центральное звездное население.[3] Поскольку однобокость может быть вызвана приливными взаимодействиями и слияниями галактик, этот результат является дополнительным доказательством того, что слияния и приливные взаимодействия могут вызывать центральное звездообразование в галактике и вызывать звездообразование.

Типы

Представление художника о галактике, в которой вспыхнула звезда.[4]

Классифицировать типы галактик со вспышкой звездообразования сложно, поскольку галактики со вспышкой звездообразования сами по себе не представляют собой определенный тип. Звездообразование может произойти в дисковые галактики, и неправильные галактики часто наблюдаются узлы звездообразования, разбросанные по неправильной галактике. Тем не менее, астрономы обычно классифицируют галактики со вспышкой звездообразования на основе их наиболее отчетливых наблюдательных характеристик. Некоторые из категорий включают:

  • Голубые компактные галактики (BCG). Эти галактики часто представляют собой беспыльные объекты с низкой массой, низкой металличностью. Поскольку они не содержат пыли и содержат большое количество горячих молодых звезд, они часто имеют синий цвет в оптическом и ультрафиолетовом цветах. Первоначально считалось, что BCG - действительно молодые галактики, находящиеся в процессе формирования своего первого поколения звезд, что объясняет их низкое содержание металлов. Однако старые звездное население были обнаружены в большинстве BCG, и считается, что эффективное перемешивание может объяснить очевидное отсутствие пыли и металлов. Большинство BCG демонстрируют признаки недавних слияний и / или тесного взаимодействия. Хорошо изученные БЦЖ включают: IZw18 (известная наиболее бедная металлами галактика), ESO338-IG04 и Haro11.
  • Светящиеся инфракрасные галактики (LIRG).
    • Ультра-светящиеся инфракрасные галактики ULIRG). Эти галактики обычно представляют собой чрезвычайно пыльные объекты. Ультрафиолетовое излучение, создаваемое скрытым звездообразованием, поглощается пылью и переизлучается в инфракрасном спектре на длинах волн около 100 микрометров. Это объясняет крайний красный цвет, связанный с ULIRG. Точно не известно, что ультрафиолетовое излучение создается исключительно в результате звездообразования, и некоторые астрономы полагают, что ULIRG получают питание (по крайней мере частично) от активные галактические ядра (AGN). Рентгеновские наблюдения Из многих ULIRG, которые проникают сквозь пыль, можно предположить, что многие галактики со вспышками звездообразования представляют собой системы с двумя ядрами, что подтверждает гипотезу о том, что ULIRG питаются звездообразованием, вызванным крупными слияниями. Хорошо изученные ULIRG включают Арп 220.
    • Сверхсветовые инфракрасные галактики (HLIRG), иногда называемые субмиллиметровыми галактиками.
СБС 1415 + 437 галактика WR, расположенная примерно в 45 миллионах световых лет от Земли.[5]
  • Галактики Вольфа – Райе (галактики WR), галактики, в которых находится большая часть ярких звезд. Звезды Вольфа – Райе. Фаза Вольфа – Райе - относительно короткоживущий этап в жизни массивных звезд, обычно 10% от общего времени жизни этих звезд.[6] и поэтому в любой галактике их, скорее всего, будет немного. Тем не менее, поскольку обе звезды очень светятся и имеют очень отличительные спектральные особенности, их можно идентифицировать в спектрах целых галактик, и это позволяет наложить хорошие ограничения на свойства звездообразований в этих галактиках.

Ингредиенты

Мессье 82 прототип соседней галактики со вспышкой звездообразования на расстоянии около 12 миллионов световых лет от нас в созвездии Большая Медведица.

Во-первых, галактика со вспышкой звездообразования должна иметь большой запас газа для образования звезд. Сам взрыв может быть вызван близким столкновением с другой галактикой (например, M81 / M82), столкновением с другой галактикой (например, Антеннами) или другим процессом, который заставляет материал попадать в центр галактики (например, звездный бар).

Внутри вспышки звездообразования - довольно экстремальная среда. Большое количество газа означает, что образуются очень массивные звезды. Молодые горячие звезды ионизируют газ (в основном водород ) вокруг них, создавая H II регионы. Группы очень горячих звезд известны как Ассоциации акушерства. Эти звезды горят очень ярко и очень быстро и вполне могут взорваться в конце своей жизни, когда сверхновые.

После взрыва сверхновой выброшенный материал расширяется и становится остаток сверхновой. Эти остатки взаимодействуют с окружающей средой в пределах звездообразования ( межзвездная среда ) и может быть местом встречающихся в природе мазеры.

Изучение близлежащих галактик со вспышками звездообразования может помочь нам определить историю образования и эволюции галактик. Большое количество очень далеких галактик, видимых, например, в Глубокое поле Хаббла известны как вспышки звездообразования, но они слишком далеки, чтобы их можно было подробно изучить. Наблюдение за близлежащими примерами и изучение их характеристик может дать нам представление о том, что происходило в ранней Вселенной, поскольку свет, который мы видим от этих далеких галактик, покидал их, когда Вселенная была намного моложе (см. красное смещение ). Однако галактики со вспышками звездообразования кажутся довольно редкими в нашей локальной вселенной и чаще встречаются дальше, что указывает на то, что их было больше миллиарды лет назад. Тогда все галактики были ближе друг к другу и, следовательно, с большей вероятностью подвержены влиянию гравитации друг друга. Более частые встречи вызывали больше вспышек звездообразования, поскольку галактические формы эволюционировали вместе с расширяющейся Вселенной.

Примеры

Впечатление художника о газе, питающем далекие галактики со вспышками звездообразования.[7]

M82 это архетипическая галактика со вспышкой звездообразования. Его высокий уровень звездообразования связан с близким контактом с близлежащей спиралью M81. Карты регионов, сделанные с помощью радиотелескопов, показывают большие потоки нейтрального водорода соединяющие две галактики, также в результате встречи. Радиоизображения центральных областей M82 также показывают большое количество молодых остатков сверхновых, оставшихся после того, как более массивные звезды, созданные в результате вспышки звездообразования, подошли к концу своей жизни. Антенны - еще одна система звездообразования, подробно описанная Изображение Хаббла, выпущенный в 1997 году.

Список галактик со вспышками звездообразования

Это динамический список и, возможно, никогда не сможет удовлетворить определенные стандарты полноты. Вы можете помочь добавление недостающих предметов с надежные источники.
ГалактикаТипПримечанияСсылки
M82I0Архетип галактики со вспышкой звездообразования
АнтенныSB (s) m pec /
SA (s) m pec		На самом деле это две сталкивающиеся галактики
IC 10dIrrМягкая галактика со вспышкой звездообразования
HXMM01Слияние галактик со вспышкой звездообразования
HFLS3Необычно большая галактика со вспышкой звездообразования
NGC 1569IBmКарликовая галактика переживает звездообразование по всей галактике
NGC 2146SB (s) ab pec
NGC 1705SA0− печень
NGC 1614SB (s) c pecСлияние с другой галактикой
NGC 6946SAB (RS) CDТакже известна как галактика фейерверков из-за частых вспышек сверхновых.
Бэби Бум ГалактикаСамая яркая галактика со вспышкой звездообразования в далекой вселенной
Центавр АE (p)Единственный известный случай "Эллиптический Звездная вспышка "Галактика"
Аро 11Испускает Фотоны континуума Лаймана
Скульптор ГалактикаSAB (s) cБлижайшая галактика со вспышкой звездообразования.,[8][9]
Кисо 5639Также известная из-за своего внешнего вида как «Небесная ракета», это небольшая неправильная галактика, в которой только начинается крупный звездообразование.[10]

[11]

Галерея

На этом видео показаны далекие галактики, в которых происходит вспышка звездообразования в области неба, известной как Южное Расширенное Глубокое Поле Чандры, в созвездии Fornax (Печь).
Это видео показывает те же галактики.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ 1958-, Шнайдер, П. (Питер) (2010). Внегалактическая астрономия и космология: введение. Берлин: Springer. ISBN  9783642069710. OCLC  693782570.CS1 maint: числовые имена: список авторов (связь)
  2. ^ "Свет и пыль в соседней галактике со вспышкой звездообразования". ЕКА / Хаббл. Получено 4 апреля 2013.
  3. ^ Reichard, T.A .; Хекман, Т. (Январь 2009 г.). «Односторонность современных галактик: связь с образованием звезд, химической эволюцией галактик и ростом черных дыр». Астрофизический журнал. 691 (2): 1005–1020. arXiv:0809.3310. Дои:10.1088 / 0004-637X / 691/2/1005.
  4. ^ «Целые галактики ощущают тепло новорожденных звезд». Пресс-релиз ЕКА / Хаббла. Получено 30 апреля 2013.
  5. ^ «Интенсивный и недолговечный». Получено 29 июн 2015.
  6. ^ Физические свойства звезд Вольфа – Райе.
  7. ^ «ALMA обнаруживает огромные скрытые резервуары турбулентного газа в далеких галактиках - первое обнаружение молекул CH + в далеких галактиках со вспышками звездообразования дает представление об истории звездообразования во Вселенной». www.eso.org. Получено 31 августа 2017.
  8. ^ Сакамото, Казуши; Ho, Paul T. P .; Ионо, Дайсуке; Кето, Эрик Р .; Мао, Жуй-Цин; Мацусита, Сатоки; Пек, Элисон Б.; Wiedner, Martina C .; Уилнер, Дэвид Дж .; Чжао, Цзюнь-Хуэй (10 января 2006 г.). «Молекулярные суперпузыри в галактике со вспышкой звездообразования NGC 253». Астрофизический журнал. 636 (2): 685–697. arXiv:Astro-ph / 0509430. Bibcode:2006ApJ ... 636..685S. Дои:10.1086/498075.
  9. ^ Lucero, D.M .; Carignan, C .; Elson, E.C .; Randriamampandry, T. H .; Jarrett, T. H .; Oosterloo, T. A .; Хилд, Г. Х. (1 декабря 2015 г.). "HI-наблюдения ближайшей галактики со вспышкой звездообразования NGC 253 с предшественником SKA KAT-7". MNRAS. 450: 3935–3951. arXiv:1504.04082. Дои:10.1093 / мнрас / stv856.
  10. ^ https://www.nasa.gov/image-feature/goddard/2016/hubble-reveals-stellar-fireworks-in-skyrocket-galaxy
  11. ^ https://imagine.gsfc.nasa.gov/hst_bday/-17 февраля
  12. ^ «Галактика, способная взорваться». www.spacetelescope.org. ЕКА / Хаббл. Получено 18 июля 2016.
  13. ^ «Одинокая родина». Получено 15 июля 2016.
  14. ^ «Вихрь звездообразования». ЕКА / Хаббл Изображение недели. Получено 22 мая 2013.

Рекомендации