Galakser som børster med nyfødte stjerner forteller en interessant fortelling

Universet er fylt med galakser, som selv er fylt med stjerner. På et tidspunkt i livet levde hver galakse med stjernedannelse i enorme skyer av hydrogengass. Selv i dag ser det ut til at noen galakser har mer enn den vanlige mengden stjernefødselsaktivitet, og astronomer vil vite hvorfor. Det var så mange stjerner som ble født i noen galakser i tidligere tider at de sannsynligvis så ut som kosmiske fyrverkeri. Astronomer omtaler disse hotbeds fra stjernefødsel som "starburst galakser."

Key Takeaways: Starburst Galaxies

Starburst-galakser har uvanlig høye stjerner for stjernedannelse, og disse utbruddene varer i kort tid i galakas lange levetid. Det er fordi stjernedannelse brenner raskt gjennom gassreservene i galaksen.

Det er sannsynlig at den plutselige utbruddet av stjernefødsel utløses av en spesifikk hendelse. I de fleste tilfeller gjør en galakssammenslåing susen. Det er da to eller flere galakser mesh seg sammen i en lang gravitasjonsdans og til slutt smelter sammen. Under sammenslåingen blandes gassene i alle galaksene som er involvert sammen. Påkjørselen sender sjokkbølger gjennom disse gassskyene, som komprimerer gassene og setter i gang utbrudd av stjernedannelse.

Starburst-galakser er ikke en "ny" type galakse, men ganske enkelt bare en galakse (eller blandede galakser) i en bestemt fase av deres utvikling. Likevel er det noen egenskaper som dukker opp i de fleste stjerneskuddgalakser:

• en veldig rask stjernedannelsesfrekvens. Disse galaksene vil produsere stjerner med hastigheter som er godt over gjennomsnittlig hastighet for de fleste "vanlige" galakser;
• tilgjengeligheten av gass og støv. Noen galakser kan ha høyere enn vanlig stjernedannelsesrate bare på grunn av de høye volumene av gass og støv. Imidlertid har ikke noen starburst-galakser reservene for å rettferdiggjøre hvorfor de vil ha så høye stjerner for stjernedannelse, så sammenslåing er kanskje ikke den eneste forklaringen.
• stjernedannelsesfrekvens er uforenlig med galaksenes alder. Hovedpoenget er at den nåværende hastigheten på stjernedannelse ikke kunne ha vært konstant siden dannelsen av galaksen gitt dens alder. En eldre galakse ville rett og slett ikke ha nok gass igjen til å holde opp med fødselsaksjonen i milliarder av år. I noen stjernebarstgalakser ser astronomer et plutselig utbrudd av stjernefødsel, og ofte er forklaringen et sammenslåing eller tilfeldighetsmøte med en annen galakse.

Astronomer sammenlikner noen ganger også hastigheten på stjernedannelse i en galakse i forhold til dens rotasjonsperiode. Hvis galaksen for eksempel tømmer all sin tilgjengelige gass under en rotasjon av galaksen (gitt den høye stjernedannelsesfrekvensen), kan den betraktes som en stjernesøye galakse. Melkeveien roterer en gang hvert 220 millioner år; noen galakser går mye saktere, andre raskere.

En annen allment akseptert metode for å se om en galakse er en starburst er å sammenligne stjernedannelsesfrekvensen mot universets alder. Hvis den nåværende frekvensen vil uttømme all tilgjengelig gass på kortere tid enn 13,7 milliarder år, er det mulig at en gitt galakse kan være i en utbruddstilstand.

Starburst-aktivitet kan forekomme i galakser som spenner fra spiraler til irregulære. Astronomer som studerer disse objektene klassifiserer dem i undertyper som hjelper til med å beskrive deres aldre og andre egenskaper. Starburst galaksetyper inkluderer:

• Wolf-Rayet-galakser: definert av deres forhold mellom lyse stjerner som faller inn i Wolf-Rayet-klassifiseringen. Galakser av denne typen har regioner med høy stjernevind, drevet av Wolf-Rayet-stjernene. Disse stjernemonstrene er utrolig massive og lysende og har veldig høye mengder av massetap. Vindene som de produserer kan kollidere med gassregioner og drive rask stjernedannelse.
• Blå kompakte galakser: lavmasse galakser som en gang ble antatt å være unge galakser, som bare begynte å danne stjerner. Imidlertid inneholder de vanligvis bestander av veldig gamle stjerner. Det er vanligvis en god anelse om at galaksen er ganske gammel. Astronomer mistenker nå at blå kompakte galakser faktisk er et resultat av sammenslåinger mellom galakser i ulik alder. Når de kolliderer, ramper starburst-aktivitet opp og lyser opp galaksen.
• Lysende infrarøde galakser: svake, skjulte galakser som er vanskelige å studere fordi de inneholder høye nivåer av støv som kan skjule observasjonen. Typisk infrarød stråling detektert av teleskoper brukes til å trenge inn i støvet. Dette gir ledetråder til økt stjernedannelse. Noen av disse objektene har vist seg å inneholde flere supermassive sorte hull, som kan stenge stjernedannelsen. Økningen i stjernefødsel i slike galakser må være et resultat av en ny galakssammenslåing.

Selv om sammenslåingen av galakser blir identifisert som den viktigste årsaken til stjernefødsel i disse galaksene, er de eksakte prosessene ikke godt forstått. Delvis skyldes dette at stjerneskuddgalakser kommer i mange former og størrelser, så det kan være mer enn en tilstand som fører til økt stjernedannelse. For at en stjerneskrik galakse til og med skal dannes, må det imidlertid være mye gass tilgjengelig for å generere de nye stjernene. Noe må også forstyrre gassen, for å starte gravitasjonskollapsprosessen som fører til at nye objekter skapes. Disse to kravene førte til at astronomer mistenkte galaksesammenslåinger og sjokkbølger som to prosesser som kan føre til stjerneskuddgalakser.

To andre muligheter for årsaken til starburst-galakser inkluderer:

• Active Galactic Nuclei (AGN): Så godt som alle galakser inneholder et supermassivt svart hull i kjernen. Noen galakser ser ut til å være i en tilstand av høy aktivitet, der det sentrale svart hull kaster ut enorme mengder energi. Det er mye bevis som viser at tilstedeværelsen av et slikt svart hull kan dempe stjernedannelsesaktiviteten. I tilfelle av disse såkalte aktive galaktiske kjerner, de kan også under de rette forhold utløse hurtig stjernedannelse som materieanskuddet i a disk og eventuell utkast fra det svarte hullet kan skape sjokkbølger som kan utløse stjerne formasjon.
• Høye supernova priser:supernovaer er voldelige hendelser. Hvis eksplosjonshastigheten øker på grunn av tilstedeværelsen av et veldig høyt antall aldrende stjerner i et kompakt område, kan de resulterende sjokkbølgene starte en rask økning i stjernedannelsen. Imidlertid må en slik hendelse forekomme forholdene må være ideelle; mer enn i de andre mulighetene som er oppført her.

Starburst-galakser er fortsatt et aktivt undersøkelsesområde av astronomer. Jo mer de finner, jo bedre kan forskere beskrive de faktiske forholdene som fører til de lyse utbruddene av stjernedannelse som befolker disse galaksene.

Redigert og oppdatert av Carolyn Collins Petersen.