Galaxie infraroșu strălucitoare

O galaxie luminoasă în infraroșu ( ing.  Luminous infrared galaxy , LIRG ) este o galaxie cu o luminozitate peste 10 11 luminozități ale Soarelui. Astfel de galaxii sunt mai frecvente decât galaxiile cu explozie stelare , galaxiile Seyfert și quasari cu luminozități comparabile. Galaxiile cu infraroșu produc mai multă radiație în infraroșu decât în ​​alte lungimi de undă.

Galaxiile cu luminozități peste 1012 luminozități ale Soarelui sunt numite galaxii ultraluminoase în infraroșu ( ULIRG ) .  Multe galaxii luminoase în infraroșu prezintă semne de interacțiuni și distrugere. Rata de formare a stelelor poate ajunge la 100 de stele pe an, în timp ce galaxia noastră produce în medie o stea pe an.

Chiar și galaxiile mai luminoase sunt numite galaxii infraroșii hiper-luminoase ( HLIRG ) . 

Galaxiile de acest tip cu cea mai mare luminozitate sunt numite galaxii infraroșii extrem de luminoase ( în engleză galaxii  infraroșii extrem de luminoase , ELIRGs ).

Origine și evoluție

Galaxiile în infraroșu apar ca galaxii spiralate unice, bogate în gaze, a căror radiație infraroșie este produsă în principal de formarea stelelor. [1] Cu toate acestea, luminozitatea unor galaxii este creată în principal de nucleul galactic activ (AGN). Astfel de AGN-uri sunt situate în regiuni compacte în centrul galaxiei și au o luminozitate crescută. Radiația AGN este observată în domeniile radio, infraroșu, vizibil, ultraviolete, raze X și gamma ale spectrului. Galaxii similare au fost descoperite în 1983 în timpul observațiilor efectuate de telescopul IRAS . În unele cazuri, luminozitatea galaxiilor luminoase în infraroșu poate rezulta din prezența atât a formării stelare active, cât și a AGN-urilor. [2]

Galaxiile luminoase în infraroșu radiază cea mai mare parte a energiei lor în partea infraroșie a spectrului, care nu este vizibilă cu ochiul liber. Energia totală radiată este comparabilă cu energia quasarelor, care anterior erau considerate obiectele cu cea mai mare energie din Univers. [3]

Motivul pentru care este foarte dificil să detectezi radiația în partea vizibilă a spectrului din astfel de galaxii este că acestea sunt bogate în gaz, care absoarbe radiația în partea vizibilă a spectrului și o reemite în infraroșu. O mare parte din galaxiile infraroșii strălucitoare au o gaură neagră activă în regiunea lor centrală. Galaxii similare se găsesc în regiuni mai dens populate din univers în comparație cu galaxiile obișnuite.

Galaxii infraroșii ultraluminoase

Este probabil ca galaxiile luminoase în infraroșu să devină ultraluminoase în timp. Modelarea acestei tranziții rămâne dificilă. Cercetările arată că galaxiile ultraluminoase în infraroșu sunt mai probabil să conțină nuclee active decât galaxiile în infraroșu strălucitoare. [5]

Potrivit unui studiu, o galaxie ultraluminoasă în infraroșu este doar una dintre etapele evolutive ale fuziunii galaxiilor . Două sau mai multe galaxii spirale se îmbină, formând posibil o galaxie în infraroșu strălucitoare. Într-o etapă ulterioară a fuziunii, are loc o tranziție către o galaxie în infraroșu ultra-luminoasă. Apoi devine un quasar, devenind în cele din urmă o galaxie eliptică . [3] Confirmarea acestui scenariu este faptul că stelele din galaxiile eliptice sunt mai vechi decât în ​​etapele anterioare ale scenariului.

Galaxii în infraroșu extrem de luminoase

Galaxia infraroșu extrem de strălucitoare WISE J224607.57-052635.0 cu o luminozitate de 349×10 12 luminozități solare, din mai 2015 era galaxia cu cea mai mare luminozitate dintre toate galaxiile cunoscute. Acest obiect aparține unei noi clase de galaxii descoperite de WISE – galaxii în infraroșu extrem de strălucitoare.

Radiația de la WISE J224607.57-052635.0 a călătorit cu 12,5 miliarde de ani înaintea noastră.

Există trei motive pentru care găurile negre din galaxiile în infraroșu extrem de luminoase pot fi extrem de masive. În primul rând, găurile negre originale pot fi mai mari decât se credea posibil. În al doilea rând, limita de luminozitate Eddington poate fi încălcată . Când gazul cade într-o gaură neagră și se încălzește, sunt emise radiații. Presiunea radiației împinge gazul spre exterior, ceea ce limitează viteza cu care gazul este absorbit de gaura neagră. Dacă limita Eddington este depășită, atunci gaura neagră poate crește teoretic în dimensiune relativ rapid. Au fost deja observate găuri negre care au încălcat această limită. În al treilea rând, dacă gaura neagră nu se rotește foarte repede, atunci poate absorbi materia într-un ritm mai rapid.

Până în prezent, au fost descoperite peste 20 de galaxii în infraroșu extrem de luminoase. [6] [7]

Observații

IRAS

Telescopul IRAS a creat primul sondaj al cerului în intervalul infraroșu îndepărtat în 1983. Sondajul a găsit zeci de mii de galaxii, dintre care multe nu fuseseră găsite în studiile anterioare. Potrivit IRAS, oamenii de știință au reușit să determine luminozitatea obiectelor observate. În timpul misiunii, care a durat 10 luni, au fost descoperite aproximativ 250.000 de surse de infraroșu.

OBIECTIVE

Great Observatories All-sky LIRG Survey (GOALS) este un studiu cu mai multe lungimi de undă a galaxiilor luminoase în infraroșu [8] care include observații de la Marile Observatoare și alte telescoape spațiale și terestre. Pentru cele mai strălucitoare 200 de galaxii în infraroșu din partea apropiată a Universului, observațiile au fost obținute cu telescoapele Spitzer , Hubble , Chandra și Galex . [9] Au fost identificate aproximativ 180 de galaxii în infraroșu luminoase și 20 ultraluminoase. Galaxiile studiate includ exemple de toate tipurile de nuclee galactice (două tipuri de nuclee galactice active, LINER , regiuni de explozie stelară) și diferite stadii de interacțiune (fuziuni mari și mici, galaxii izolate).

Exemple

Câteva exemple de galaxii în infraroșu strălucitoare.

Galaxie Tip de Luminozitate Constelaţie RA DEC Note
WISE J224607.57-052635.0 ELIRG 22h  46m  07.57s _ _ _ −05° 26′ 35.0″ Descoperită în 2015, din mai 2015 a fost cea mai strălucitoare galaxie cunoscută [zece]
II Zw 96 LIRG o pereche de galaxii în proces de fuziune
NGC 6240 ULIRG Ophiuchus galaxie în infraroșu apropiat studiată în detaliu
Arp 220 ULIRG cea mai apropiată galaxie ultraluminoasă în infraroșu, fuziunea a două galaxii continuă

Galerie

Note

  1. ↑ Galaxii luminoase în infraroșu . Arhivat din original pe 13 decembrie 2019. Preluat la 23 octombrie 2013.
  2. ↑ Conexiunea AGN-Starburst în galaxii cu infraroșu cald . Arhivat din original pe 24 septembrie 2015. Consultat la 12 noiembrie 2013.
  3. ↑ 1 2 Istoria curioasă a galaxiilor luminoase în infraroșu . Arhivat din original pe 13 noiembrie 2013. Preluat la 4 ianuarie 2018.
  4. ↑ Când galaxiile se ciocnesc . www.spacetelescope.org . Consultat la 10 ianuarie 2017. Arhivat din original la 23 ianuarie 2019.
  5. ↑ Galaxii cu formare de stele, AGN și ultra-luminoase în infraroșu . Arhivat din original pe 13 noiembrie 2013. Consultat la 12 noiembrie 2013.
  6. ↑ Nava spațială WISE a NASA descoperă cea mai luminoasă galaxie din univers . Preluat la 25 mai 2015. Arhivat din original la 17 iunie 2019.
  7. ↑ Tsai, Chao-Wei; Eisenhardt, Peter; Wu, Jingwen; Stern, Daniel; Assef, Roberto; Blaine, Andrew; Bridge, Carrie; Benford, Dominic; Cutri, Roc. Cele mai luminoase galaxii descoperite de WISE  //  The Astrophysical Journal  : jurnal. - Editura IOP , 2014. - 7 octombrie ( vol. 805 , nr. 2 ). — P. 90 . - doi : 10.1088/0004-637X/805/2/90 . — Cod biblic . - arXiv : 1410.1751 .
  8. ↑ Stierwalt, S.; Armus, L.; Surace, JA; Inami, H.; Petric, A.O.; Diaz-Santos, T.; Haan, S.; Charmandaris, V.; Howell, J.; Kim, DC; Marshall, J.; Mazzarella, JM; lingură, H.W.W.; Veilleux, S.; Evans, A.; Sanders, D.B.; Appleton, P.; Bothun, G.; Bridge, C. R.; Chan, B.; Frayer, D.; Iwasawa, K.; Kewley, LJ; Domnul, S.; Madore, BF; Melbourne, JE; Murphy, EJ; Rich, JA; Schulz, B.; Sturm, E. Proprietățile infraroșu medii ale galaxiilor infraroșu luminoase din apropiere I: Spectre Spitzer IRS pentru eșantionul GOALS  //  The Astrophysical Journal  : journal. - Editura IOP , 2013. - Vol. 206 . — P. 1 . - doi : 10.1088/0067-0049/206/1/1 . — Cod biblic . - arXiv : 1302.4477 .
  9. ↑ GOLURI . Arhivat din original pe 28 decembrie 2019. Preluat la 24 octombrie 2013.
  10. ↑ Cea mai luminoasă galaxie din univers descoperită , Science Daily  (21 mai 2015). Arhivat din original pe 6 august 2017. Preluat la 4 ianuarie 2018.
  11. ↑ Personal. Sonda spațială WISE descoperă cea mai luminoasă galaxie din univers . PhysOrg (21 mai 2015). Preluat la 22 mai 2015. Arhivat din original la 22 mai 2015.
  12. ↑ Personal. PIA19339: Dusty 'Sunrise' at Core of Galaxy (Conceptul artistului) . NASA (21 mai 2015). Consultat la 21 mai 2015. Arhivat din original la 26 februarie 2017.
  13. ↑ Un contorsionist foarte strălucit . Arhivat 25 octombrie 2020. Preluat la 14 iunie 2013.
  14. ↑ O poveste despre ciocniri galactice . Arhivat 24 noiembrie 2020. Preluat la 6 mai 2013.
  15. ↑ O galaxie plină de culoare în scădere nu a murit încă . Arhivat din original pe 13 august 2018. Consultat la 12 noiembrie 2012.
  16. ↑ Starbursts versus Monsters . Arhivat din original pe 16 august 2018. Preluat la 12 martie 2014.

Link -uri