Астрономи вперше детально зафіксували одну з найпотужніших ударних хвиль у Всесвіті, спричинену зіткненням галактики NGC 7318b з іншими галактиками в групі Квінтет Стефана на швидкості 3,2 мільйона кілометрів на годину чи близько 1000 кілометрів на секунду. Розгледіти зіткнення вдалося за допомогою телескопа Вільяма Гершеля на Канарських островах. Як виявилося, воно активувало процеси, відповідальні за народження нових зірок, у регіоні зіткнення. Дослідження опублікували в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Комбіноване зображення регіону Квінтет Стефана, створене за допомогою телескопа «Джеймс Вебб» із використанням різних фільтрів, з нанесеними на них (зеленим) радіоконтурами за даними телескопа LoTSS. Гексагональна область вказує область нових спостережень за допомогою інструмента WEAVE. Arnaudova et al. / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2024
Чому вивчали Квінтет Стефана?
Галактичні зіткнення відіграють ключову роль у формуванні та еволюції Всесвіту, спричиняючи масштабні трансформації міжзоряного середовища та запускаючи процеси утворення нових зірок. Квінтет Стефана — компактна група з п’яти галактик, відкрита у 1877 році та розташована на відстані 290 мільйонів світлових років від Землі, є одним із найяскравіших прикладів таких явищ.
Науковці вже знали, що три галактики в центрі групи — NGC 7317, NGC 7318a та NGC 7319 — зазнали кількох взаємодій, а галактика NGC 7320, хоча й видима в полі зору, знаходиться ближче до Землі та не бере участі в цих процесах. Оскільки попередні спостереження свідчили про складну взаємодію компонентів групи Квінтет Стефана, міжнародна команда науковців взялася вивчати природу цих процесів.
Як проводили дослідження і що виявили?
Науковці використали сучасний спектрограф WEAVE, встановлений на телескопі Вільяма Гершеля, щоб з високою точністю вивчити рух газу в зоні зіткнення. Завдяки високій спектральній роздільній здатності інструменту вони створили тривимірну карту області та визначили динамічні характеристики плазми, молекулярного водню та іонізованого газу.
Вони виявили, що галактика NGC 7318b увійшла до групи на швидкості 3,2 мільйона кілометрів на годину, створивши ударний фронт довжиною 45 кілопарсеків або приблизно 146,7 тисячі світлових років. Треба зауважити, що спостереження не відображають події в реальному часі, але дозволяють вивчити наслідки зіткнень, що сталися мільйони років тому.
Розподіл пилу в ударній зоні навколо галактик NGC 7318a та b. Верхній ряд показує зображення, отримані космічним телескопом «Джеймс Вебб» на довжинах хвиль 7,7, 10 і 15 мікрометрів, де ударна область виділена червоним кольором. У середньому ряду наведено карту спричиненого вибухом послаблення інтенсивності світла, яке проходить через міжзоряний пил або газ, на якій ударна область позначена чорним контуром. Arnaudova et al. / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2024
Як виявилося, у районі зіткнення одночасно присутні різні стани речовини: гаряча плазма, видима в рентгенівському діапазоні, іонізований газ та молекулярний водень, випромінювання якого навіть перевищує світіння гарячої плазми. Аналіз даних показав, що зіткнення призвело до активації іонізації газу, нагріло його до високих температур і спричинило стиснення молекулярного водню, що, ймовірно, стало каталізатором формування нових зірок.
Що це означає для майбутніх досліджень?
Отримані результати допомагають краще зрозуміти механізми взаємодії галактик і їхній вплив на зореутворення у Всесвіті. Дослідження таких процесів може надати ключ до розуміння того, як зіткнення та злиття галактик, що відбувалися з моменту Великого вибуху, вплинули на формування сучасних галактик. Розуміння умов, які були в ранньому Всесвіті, коли подібні зіткнення формували його структуру, розширює наші уявлення про космічні процеси та може привести до нових відкриттів у галузі астрофізики. Це також допоможе прогнозувати майбутню еволюцію галактичних систем.
Більше космічних вибухів
⭐️ Астрономи проаналізували багату на водень наднову ASASSN-18am і вирахували, що вибухнути з такими наслідками могла надмасивна зірка з масою від 19 до 26 сонячних.
🌟 Астрономи знайшли бідну на метал зорю SMSS 2003–1142, яка може вказувати на походження цинку, барію і торію у Чумацькому Шляху з вибухів гіпернових, подібних на цю зорю.
💫 Науковці виявили популяцію білих карликів, які вилетіли з подвійної системи зі швидкістю близько дві тисячі кілометрів на секунду через вибух зорі-компаньйона.
💥 Вибух наднової, як вважають дослідники, збагатив Землю ізотопом заліза і вплинув на еволюцію життя на Землі через підвищення рівня випромінювання, що викликає мутації.