Ütköző galaxisok óriási csillaghalmazokkal

Két ütköző galaxisban nemrég született csillaghalmazokat azonosítottak a Spitzer-űrteleszkóp infravörös felvételein.

A Spitzer-űrteleszkóppal a tőlünk 140 millió fényévre lévő NGC 2207 és IC 2163 galaxisokat vizsgálták, a Canis Major (Nagy Kutya) csillagképben. A két csillagváros kb. 40 millió éve heves kölcsönhatásba lépett egymással, amelynek eredményeként spirálkarjaik eltorzultak és intenzív csillagkeletkezés indult meg bennük.

Az alábbi kép az infravörös tartomány 8 mikrométeres hullámhosszán készült. Kékeszöld színnel a két csillagváros porban szegény központi régiója látható, amelyek egy-egy szemhez hasonlítanak. Még érdekesebbek az ibolya-rózsaszín árnyalattal ábrázolt spirálkarok, amelyek kissé szabálytalan alakzatban, tört lefutással kavarognak körülöttük. A karok anyagában sok kisebb csomó mutatkozik, amelyek gyöngyszemekhez hasonlóan, közel egyenletes eloszlásban sorakoznak.

A fenti anyagcsomók olyan fiatal csillaghalmazok, amelyeket a két galaxis ütközésétől a csillagközi anyagban előállt sűrűsödések hoztak létre, és egyelőre porfelhőkbe burkolóznak. Csillagaik közül sokat már korábban, az optikai tartományban is sikerült megörökíteni, de az őket burkoló felhők poranyagát eddig nem tudták így feltérképezni. Az égitestek a halmazokban a port felforrósítják és infravörös sugárzásra késztetik.

A fiatal halmazok közül a legfényesebb balra lent látható, amely egymaga a galaxis infravörös sugárzásának közel 5%-át bocsátja ki. Az elméleti előrejelzések alapján egy rendkívül sűrű csillaghalmaz lehet. Centrumában annyira zsúfolódnak a csillagok, hogy a szupernóva-robbanások után fennmaradt fekete lyukak akár össze is olvadhatnak - ez újabb példát mutatva az ún. középtömegű fekete lyukak keletkezésére.

A két csillagváros között jelenleg zajló kataklizma egy hosszabb folyamat kezdete. A megfigyelést értékelő Debra Elmegreen (Vassar College, Poughkeepsie) és Kartik Sheth (CALTECH) becslése szerint a két galaxis közel 500 millió év alatt fog teljesen összeolvadni.

Az NGC 2207 és IC 2163 galaxisról a Spitzer-űrtávcsővel 8 mikrométeres hullámhosszon készített felvétel (NASA/JPL-Caltech/D. Elmegreen (Vassar))

Az ilyen nagytömegű, sűrű és fiatal csillaghalmazok nem csak az új égitestek születésének vizsgálatára kitűnő helyszínek. Ideális régiók a fent említett középtömegű fekete lyukak keletkezését magyarázó ún. összeolvadásos teória tesztelésére is. Születésükre a korábban említett összeolvadás mellett egy másik, hasonló forgatókönyv is elképzelhető. Eszerint a rendkívül sűrű csillaghalmazok centrumában néhány nagytömegű csillag még élete aktív időszakában találkozik, és létrehoz egy gigantikus csillagot, majd az gravitációs tere révén még több égitestet olvaszt magába. Az így kialakuló extrém nagy objektum a sok száz, vagy akár a több ezer naptömeget is elérheti, mielőtt gigantikus szupernóva-robbanás keretében megsemmisíti magát.

Az esemény után egy középtömegű fekete lyuk marad hátra a halmazban, amely nehezebb az "átlagos" szupernóva-robbanás után visszamaradt társánál, de könnyebb a galaxisok centrumában lévő szuper-nagytömegű fekete lyukaknál. Ilyen objektumok keletkezésére alkalmas halmazokat figyeltek meg nemrég az M82 galaxisban is. Az ott mutatkozó MGC-11 jelű halmazt különösen perspektivikussá teszi röntgensugárzása - amely akár egy középtömegű fekete lyuk körüli akkréciós korongtól is származhat. A csillagcsoportra készített modell szerint a halmazban a nagytömegű égitestek vándorlásuk során még felrobbanásuk előtt elérhetik a centrumot, ahol több társukkal összeolvadva létrehozhatják a fenti gigantikus csillagot.

Kereszturi Ákos