Denne galakse er ingen match for en sulten klynge

En ny undersøgelse ledet af Yale University-astronomer fortæller historien om en galakse, der løb tør for gas.

Det er en historie lige så gammel som universet selv:En galakse er født, fyldt med nye stjerner, dens spiralarme strækker sig og buer. Men så løber det ind i problemer, svinger for tæt på midten af ​​en nærliggende galaksehob. Den omgivende hob begynder at suge af galaksens stjernedannende gas, indtil den mister sine spiralarme og bliver et dødt levn.

Det er, hvad der skete med en galakse kaldet D100 i massivet, Coma galaksehob, startede for omkring 300 millioner år siden. Billeder fra NASAs Hubble-rumteleskop gjorde det muligt for forskere at se fænomenet i hidtil usete detaljer.

"Denne galakse skiller sig ud som et særligt ekstremt eksempel på processer, der er almindelige i massive klynger, hvor en galakse går fra at være en sund spiral fuld af stjernedannelse til en 'rød og død' galakse. Spiralarmene forsvinder, og galaksen efterlades uden gas og kun gamle stjerner, " sagde William Cramer, en kandidatstuderende i Yales Institut for Astronomi, der ledede den nye forskning. "Dette fænomen har været kendt i flere årtier, men Hubble giver de bedste billeder af galakser, der gennemgår denne proces."

Processen, kaldet "ram pres stripping, " opstår, når en galakse falder mod det tætte centrum af en massiv hob af tusindvis af galakser. Under dens dyk, galaksen pløjer gennem intra-klyngemateriale, der er endnu mere tæt. Dette materiale skubber gas og støv - stjernedannende brændstof - væk fra galaksen. Når galaksen mister al sin gas, den går en alt for tidlig død i møde, fordi den ikke længere kan skabe nye stjerner.

I Coma-klyngen, denne voldsomme gastabsproces forekommer i mange galakser. Men D100 er unik, bemærk forskerne. den er lang, tynd hale, for eksempel, strækker sig næsten 200, 000 lysår - omkring længden af ​​to Mælkevejsgalakser. Ud over, halen er smal, kun 7, 000 lysår bred.

"Støvhalen er bemærkelsesværdig veldefineret, lige, og glat, og har klare kanter, " sagde Yale-astronom Jeffrey Kenney, medforfatter til undersøgelsen. "Dette er en overraskelse, fordi en hale som denne ikke ses i de fleste computersimuleringer. De fleste galakser, der gennemgår denne proces, er mere et rod. Støvhalens rene kanter og filamentære strukturer antyder, at magnetfelter spiller en fremtrædende rolle i udformningen af hale. Computersimuleringer viser, at magnetiske felter danner filamenter i halens gas. Uden magnetiske felter, gashalen er mere klumpet end trådformet."

Subaru-teleskopet på Hawaii afslørede den lange, glødende brinthale i 2007 under en undersøgelse af Coma-klyngegalakser. Men astronomer havde brug for Hubble-observationer for at bekræfte, at den varme gas var en signatur på stjernedannelse. "Uden Hubbles dybde og opløsning, det er svært at sige, om den glødende brintgas-emission kommer fra stjerner i halen, eller om det kun er fra gassen, der opvarmes, " sagde Cramer.

Forskernes hovedmål var at studere stjernedannelse i halen, som blev drevet af D100's igangværende gastab. Imidlertid, Hubble fandt ikke så mange stjerner, som holdet forventede, baseret på mængden af ​​glødende brintgas indeholdt i halen. Den klareste klump af unge stjerner i midten af ​​halen indeholder mindst 200, 000 stjerner.

Hubble-dataene viser, at gasstripningsprocessen begyndte i udkanten af ​​D100 og bevæger sig ind mod midten. Baseret på billederne, gassen er blevet ryddet ud helt ned til galaksens centrale region.

Et andet billede afslører D100's endelige skæbne. Det er et billede af galaksen D99, som gennemgik det samme voldsomme gastab, som D100 nu gennemgår. Al D99's gas blev suget mellem 500 millioner og 1 milliard år siden, og dens spiralstruktur er for det meste falmet væk.

"D100 vil ligne D99 om et par hundrede millioner år, " sagde Kenney.

Coma-hoben ligger 330 millioner lysår fra Jorden.

Undersøgelsen vises i The Astrofysisk tidsskrift .