Galaxie Starburst

O galaxie starburst  este o galaxie în care formarea stelelor are loc cu o rată foarte mare, în comparație cu procesul similar din majoritatea galaxiilor.

De exemplu, rata de formare a stelelor în Calea Lactee este de aproximativ 3 M ⊙ /an, în timp ce în galaxiile cu o explozie stelară poate ajunge la 100 M ⊙ /an [1] . Dacă s-ar menține această rată, atunci gazul din galaxii s-ar epuiza mult mai repede decât pe durata de viață a unei galaxii. Prin urmare, se crede că izbucnirea formării stelelor este un fenomen temporar. Cel mai adesea, o explozie de formare a stelelor într-o galaxie este observată după o coliziune a două galaxii sau o trecere apropiată a uneia lângă cealaltă.

Galaxiile bine-cunoscute includ M82 , galaxiile Antenna ( NGC 4038 și NGC 4039 ) și IC 10 .

Definiții

Termenul „galaxie starburst” nu are o definiție strictă, totuși, este acceptat în comunitatea astronomică că definiția ar trebui să ia în considerare următorii factori:

• viteza cu care gazul se transformă în stele (rata de formare a stelelor);
• cantitatea disponibilă de gaz din care se pot forma stelele;
• compararea scării de timp a formării stelelor și vârsta sau perioada de rotație a unei galaxii.

Printre definițiile bine-cunoscute se numără:

• Formarea stelară în curs de desfășurare care, la un ritm dat, ar rămâne fără gaz într-un timp mult mai scurt decât vârsta universului ( timpul Hubble ).
• Formarea continuă a stelelor care, la un ritm dat, ar rămâne fără gaz într-un timp mult mai scurt decât o galaxie (poate o perioadă orbitală pentru galaxiile spirale).
• Dacă rata actuală de formare a stelelor împărțită la rata medie din trecut este mult mai mare decât unitatea. Acest raport se numește „rata de fertilitate”.

Cauzele exploziilor stelare

Înainte ca acest proces să poată începe, trebuie să existe o cantitate mare de gaz molecular rece în galaxie . Cu toate acestea, procesul de formare a stelelor în sine începe în principal ca urmare a unei coliziuni, fuziune sau interacțiune gravitațională a galaxiilor: de exemplu, multe astfel de galaxii au cozi de maree și s-a găsit o corelație între asimetria unei galaxii și proporția de vedete tinere în ea.

Cu toate acestea, mecanismul exact care provoacă formarea stelelor nu este pe deplin înțeles. Se presupune că influența altei galaxii poate provoca instabilități în rotația galaxiei, din cauza cărora norii moleculari se deplasează spre centru, încep să se micșoreze și să formeze stele [3] .

Compoziție

O galaxie cu izbucnire stelară trebuie să aibă o cantitate mare de gaz disponibilă pentru formarea stelelor. Explozia în sine ar putea fi cauzată de o coliziune strânsă cu o altă galaxie (de exemplu, M81/M82), o coliziune cu o altă galaxie (de exemplu, Antene) sau un alt proces care împinge materialul în centrul galaxiei (de exemplu, o dâră de stele).

Formarea stelelor în interior este un mediu destul de extrem. O cantitate mare de gaz formează stele foarte masive. Stele tinere fierbinți ionizează gazul (în mare parte hidrogen) din jurul lor, creând regiuni H II . Grupurile de stele foarte fierbinți sunt cunoscute sub numele de asociații OB . Aceste stele ard foarte puternic și foarte repede și este probabil să explodeze ca supernove la sfârșitul vieții .

După o explozie de supernovă, materialul ejectat se extinde și devine rămășița supernovei . Aceste rămășițe interacționează cu mediul din cadrul formării stelare ( mediul interstelar ) și pot fi locul maseri naturali .

Studierea galaxiilor din apropiere poate ajuta la determinarea istoriei formării și evoluției galaxiilor. Un număr mare de galaxii foarte îndepărtate, observate în Câmpul Adânc Hubble , de exemplu, sunt cunoscute a fi explozii de formare de stele, dar sunt prea îndepărtate pentru a fi studiate în detaliu. Observarea unor exemple apropiate și studierea caracteristicilor acestora poate oferi o perspectivă asupra a ceea ce s-a întâmplat în universul timpuriu, deoarece lumina pe care o vedem din aceste galaxii îndepărtate este de pe vremea când universul era mult mai tânăr.

Clasificare

Clasificarea unor astfel de galaxii este o sarcină destul de dificilă, deoarece termenul în sine este destul de vag, iar exploziile stelare sunt doar fenomene temporare. Erupțiile pot apărea în galaxiile spirale și în cele neregulate . Cu toate acestea, astronomii disting mai multe tipuri diferite de explozii stelare:

• Galaxii albastre compacte - de regulă, aceste galaxii au o masă mică, sunt sărace în elemente grele și aproape că nu conțin praf. Au o culoare albastră din cauza numărului mare de stele tinere fierbinți. Inițial, s-a crezut că acestea sunt galaxii tinere, în care abia acum se naște prima populație stelară , cu toate acestea, în majoritatea acestor galaxii se găsesc stele ale populațiilor ulterioare. Un exemplu de astfel de galaxie este I Zwicky 18 .
• Galaxii luminoase în infraroșu :
  • Galaxiile infraroșu ultra-luminoase  sunt obiecte cu o cantitate foarte mare de praf care absoarbe radiația ultravioletă a stelelor tinere, se încălzește și radiază deja, în principal în domeniul infraroșu .
  • Galaxiile în infraroșu extrem de luminoase  sunt obiecte și mai luminoase.
• Galaxiile Wolf-Rayet sunt galaxii în care majoritatea stelelor strălucitoare sunt stele Wolf-Rayet [4] .

Exemple

Galaxia M 82  este cea mai apropiată și prototipică galaxie cu izbucnire stelare de noi. Explozia formării stelelor în ea este cauzată de trecerea apropiată a galaxiei M 81 și a fost detectat un flux de hidrogen neutru între aceste două galaxii. Există multe rămășițe de supernovă în regiunile centrale ale lui M 82 , ceea ce indică faptul că formarea stelară activă are loc de mai mult de câteva milioane de ani [5] [6] .

Note

1. ↑ 1958-, Schneider, P. (Peter). Astronomie extragalactică și cosmologie: o  introducere . - Berlin: Springer, 2010. - ISBN 9783642069710 .
2. ↑ arXiv, Spectroscopic Confirmation Of An Extreme Starburst At Redshift 4.547 , Mar, 3 iunie 2008 22:59:35 GMT ; doi : 10.1086/590555
3. ↑ Reichard, T.A.; Heckman, TM The Lopsidedness of Present-Day Galaxies: Connections to the Formation of Stars, the Chemical Evolution of Galaxies, and Growth of Black Holes  //  The Astrophysical Journal  : jurnal. - Editura IOP , 2009. - Ianuarie ( vol. 691 , nr. 2 ). - P. 1005-1020 . - doi : 10.1088/0004-637X/691/2/1005 . - arXiv : 0809.3310 .
4. ↑ Intens și de scurtă durată . Consultat la 29 iunie 2015. Arhivat din original pe 6 iulie 2015. (nedefinit)
5. ↑ Copie arhivată . Preluat la 18 iunie 2022. Arhivat din original la 16 martie 2016. (nedefinit)
6. ↑ Barker, S.; de Grijs, R.; Cerviño, M. Star cluster versus field star formation in the nucleus of the prototip starburst galaxy M 82  // Astronomy and Astrophysics  : journal  . - 2008. - Vol. 484 , nr. 3 . - P. 711-720 . - doi : 10.1051/0004-6361:200809653 . - . - arXiv : 0804.1913 .

Link -uri

• Kennicutt, R.C.; Formația stelară Evans, NJ în Calea Lactee și galaxiile din apropiere  // Revizuirea  anuală a astronomiei și astrofizicii : jurnal. - 2012. - Vol. 50 . - P. 531-608 . - doi : 10.1146/annurev-astro-081811-125610 . — Cod biblic . - arXiv : 1204.3552 .
• Weedman, DW; Feldman, F.R.; Balzano, V.A.; Ramsey, LW; Sramek, R.A.; Wuu, C.-C. NGC 7714 – prototipul de nucleu galactic cu explozie de stele  (engleză)  // The Astrophysical Journal  : journal. - Editura IOP , 1981. - Vol. 248 . — P. 105 . - doi : 10.1086/159133 . - Cod biblic .
• Chandra :: Ghid de teren pentru sursele de raze X :: Starburst Galaxies . chandra.harvard.edu. Consultat la 29 decembrie 2007. Arhivat din original pe 21 martie 2012. (nedefinit)