Pitanje što uzrokuje izuzetno brzu formaciju zvijezda unutar hiper sjajnih infracrvenih galaksija (HyLIRG) još uvijek je nepoznato, ali iznimno važno za razumijevanje formiranja i evolucije galaksija u svemiru. Nova fotografija koju je objavio Europski južni opservatorij prikazuje galaksiju PJ0116-24, koja je 10.000 puta sjajnija od naše Mliječne staze (u infracrvenom svjetlu). Fotografija je objavljena zajedno s novim radom u časopisu Nature Astronomy, koji donosi nova saznanja o formiranju ove galaksije.
Prethodne studije sugerirale su da ovako izuzetno sjajne galaksije nastaju spajanjem galaksija. Smatra se da ti sudari stvaraju guste regije plina u kojima dolazi do brze formacije zvijezda. Međutim, izolirane galaksije također mogu postati HyLIRG putem unutarnjih procesa, ako se plin koji formira zvijezde brzo usmjerava prema središtu galaksije.
U radu na kojem je suautor astronom Amit Vishwas, Ph.D. sa Sveučilišta Cornell, korištena su opažanja ESO-ovog Vrlo velikog teleskopa (VLT) i Atacama velike milimetarske/submilimetarske mreže (ALMA) za proučavanje kretanja plina unutar PJ0116-24.
ALMA prati hladni plin, prikazan na fotografiji plavom bojom, dok VLT, s novim Enhanced Resolution Imager and Spectrograph (ERIS), prati topli plin, prikazan crvenom bojom. Zahvaljujući ovim detaljnim opažanjima, međunarodni istraživački tim otkrio je da se plin u ovoj ekstremnoj galaksiji rotira organizirano, umjesto kaotično kako bi se očekivalo nakon galaktičkog sudara — što je iznenađujući rezultat. To pokazuje da spajanja nisu uvijek potrebna da bi galaksija postala HyLIRG.
Galaksija PJ0116-24 i gravitacijske leće
PJ0116-24 je toliko udaljena da je njezino svjetlo putovalo oko 10 milijardi godina kako bi stiglo do nas. Prednja galaksija djelovala je kao gravitacijska leća, savijajući i povećavajući svjetlo PJ0116-24 iza nje u Einsteinov prsten koji se ovdje vidi. Ova precizna kozmička usklađenost omogućuje astronomima da proučavaju vrlo udaljene objekte i vide ih u razini detalja koja bi inače bila nedostižna.
Amit Vishwas, znanstveni suradnik u Centru za astrofiziku i planetarne znanosti (CCAPS) na Sveučilištu Cornell, pomogao je u mapiranju emisije i kinematike atomskog i molekularnog plina u PJ0116-24 koristeći ALMA-u, koja je pružila snažnu potporu scenariju rotirajućeg diska. Također je sudjelovao u prikupljanju podataka s novim ERIS instrumentom na VLT-u. Istraživanje je vodio Daizhong Liu iz Instituta Max Planck za izvanzemaljsku fiziku i Opservatorija Purple Mountain.
Interpretacija uvjeta plina i elementarnih obilja u PJ0116-24 slična je onome što su Vishwas i njegovi suautori izvijestili prošle godine za drugu galaksiju u ranijoj epohi svemira, koristeći podatke Svemirskog teleskopa James Webb.
Međutim, PJ0116-24 je oko pet puta masivnija i sjajnija od izvora proučavanog u radu prošle godine, rekao je Vishwas.
“U oba slučaja, gravitacijske leće pomogle su nam da se približimo i proučimo detalje međuzvjezdanog medija ovih galaksija. Vjerujem da nam ova nova opažanja pomažu graditi argument za način na koji galaksije evoluiraju i grade se — učinkovito pretvarajući plin u zvijezde u brzim rastnim skokovima odvojenim dugim razdobljima relativnog mira,” objasnio je Vishwas.
Galaksija PJ0116-24 pruža jedinstvenu priliku za proučavanje formacije zvijezda i evolucije galaksija, čime se dodatno obogaćuje naše razumijevanje svemira.
