Galaxie, které Bristle s novorozenými hvězdami vypráví zajímavý příběh

Vesmír je plný galaxie, které jsou samy naplněné hvězdami. V určitém okamžiku svého života se každá galaxie otřela hvězdnou tvorbou v obrovských oblacích plynného vodíku. I dnes se zdá, že některé galaxie mají více než obvyklé množství hvězdných aktivit a astronomové chtějí vědět proč. V dřívějších dobách se v některých galaxiích narodilo tolik hvězd, že pravděpodobně vypadaly jako výbuchy kosmických ohňostrojů. Astronomové označují tato ohniska zrození hvězdy jako „hvězdné galaxie“.

Klíčové cesty: Galaxie Starburst

Hvězdné galaxie mají neobvykle vysokou rychlost formování hvězd a tyto výbuchy trvají krátkou dobu během dlouhého života galaxie. Je to proto, že formace hvězd hoří velmi rychle plynné zásoby v galaxii.

Je pravděpodobné, že náhlý výbuch zrození hvězdy je způsoben konkrétní událostí. Ve většině případů trik splyne s galaxií. Tehdy se spojí dvě nebo více galaxií v dlouhém gravitačním tanci a nakonec se spojí. Během sloučení jsou plyny všech zúčastněných galaxií smíchány dohromady. Kolize vysílá rázové vlny skrz ty plynové mraky, které stlačují plyny a rozbíjejí výbuchy tvorby hvězd.

Hvězdné galaxie nejsou „novým“ typem galaxie, ale spíše jednoduše galaxií (nebo prolínanými galaxiemi) v určité fázi jejich vývoje. Přesto existují některé vlastnosti, které se objevují ve většině hvězdných galaxiích:

• velmi rychlá rychlost formování hvězd. Tyto galaxie budou produkovat hvězdy rychlostí značně nad průměrem většiny „běžných“ galaxií;
• dostupnost plynu a prachu. Některé galaxie mohou mít vyšší než normální rychlosti tvorby hvězd jednoduše kvůli jejich velkým objemům plynu a prachu. Některé hvězdné galaxie však nemají rezervy, které by odůvodňovaly, proč by měly tak vysokou rychlost tvorby hvězd, takže sloučení nemusí být jediným vysvětlením;
• rychlost tvorby hvězd je nekonzistentní s věkem galaxie. Hlavním bodem je, že současná rychlost formování hvězd nemohla být konstantní od vzniku galaxie vzhledem k jejímu věku. Starší galaxie jednoduše nezbyla dostatek plynu, aby udržovala akci narození hvězd po miliardy let. V některých hvězdných galaxiích vidí astronomové náhlý výbuch hvězdných hvězd a často je vysvětlení spojením nebo náhodným střetnutím s jinou galaxií.

Astronomové někdy také porovnávají rychlost tvorby hvězd v galaxii vzhledem k její rotační periodě. Pokud například galaxie vyčerpá veškerý svůj dostupný plyn během jedné rotace galaxie (vzhledem k vysoké rychlosti tvorby hvězd), lze ji považovat za hvězdnou galaxii. Mléčná dráha rotuje jednou za 220 milionů let; některé galaxie jdou mnohem pomaleji, jiné rychleji.

Další široce přijímanou metodou, jak zjistit, zda je galaxie hvězdným výbuchem, je porovnání rychlosti formování hvězd s věkem vesmíru. Pokud by současná míra vyčerpala veškerý dostupný plyn za méně než 13,7 miliard let, je možné, že daná galaxie může být ve stavu hvězdice.

Hvězdná aktivita může nastat v galaxiích v rozmezí od spirály na nepravidelné. Astronomové, kteří studují tyto objekty, je klasifikují do podtypů, které pomáhají popsat jejich věk a další vlastnosti. Typy galaxií Starburst zahrnují:

• Wolf-Rayetovy galaxie: definované jejich poměrem jasných hvězd, které spadají do klasifikace Wolf-Rayet. Galaxie tohoto typu mají oblasti vysokého hvězdného větru, poháněné hvězdami Wolf-Rayet. Tyto hvězdné příšery jsou neuvěřitelně masivní a světelné a mají velmi vysokou míru ztráty hmotnosti. Větry, které produkují, se mohou srážet s oblastmi plynu a vést k rychlé tvorbě hvězd.
• Modré kompaktní galaxie: nízkohmotné galaxie, které byly kdysi považovány za mladé galaxie, teprve začínají tvořit hvězdy. Obvykle však obsahují populace velmi starých hvězd. To je obvykle dobré vodítko, že galaxie je docela stará. Astronomové nyní předpokládají, že modré kompaktní galaxie jsou ve skutečnosti výsledkem fúzí mezi galaxiemi různého věku. Jakmile se srazí, aktivita hvězdných hvězd stoupá a rozsvítí galaxie.
• Světelné infračervené galaxie: tlumené, skryté galaxie, které je obtížné studovat, protože obsahují vysoké úrovně prachu, které mohou zakrýt pozorování. Typicky infračervené záření detekovaný dalekohledy se používá k pronikání prachu. To poskytuje vodítka ke zvýšené tvorbě hvězd. Bylo zjištěno, že některé z těchto objektů obsahují více supermasivní černé díry, což může zastavit tvorbu hvězd. Nárůst počtu hvězd v takových galaxiích musí být výsledkem nedávné fúze galaxií.

Ačkoliv sloučení galaxií je určeno jako hlavní příčina narození hvězd v těchto galaxiích, přesné procesy nejsou dobře známy. Částečně je to kvůli skutečnosti, že hvězdice galaxie přicházejí v mnoha tvarech a velikostech, takže může existovat více než jedna podmínka, která vede ke zvýšené tvorbě hvězd. Aby se však galaxie hvězdných hvězd mohla vyrovnat, musí být k dispozici velké množství plynu k vytvoření nových hvězd. Také něco musí rušit plyn, aby se začal proces gravitačního kolapsu, který vede k tvorbě nových objektů. Tyto dva požadavky vedly astronomy k podezření na sloučení galaxií a rázové vlny jako dva procesy, které mohou vést k hvězdným výbuchům galaxií.

Dvě další možnosti příčiny hvězdných galaxií zahrnují:

• Aktivní galaktická jádra (AGN): Prakticky všechny galaxie obsahují ve svém jádru supermasivní černou díru. Zdá se, že některé galaxie jsou ve stavu vysoké aktivity, kde je centrální Černá díra vypuzuje obrovské množství energie. Existuje mnoho důkazů, které ukazují, že přítomnost takové černé díry může utlumit aktivitu formování hvězd. V případě těchto tzv aktivní galaktická jádra, mohou také za správných podmínek vyvolat rychlou tvorbu hvězd jako hromadění hmoty v a disk a jeho případné vypuštění z černé díry může vytvořit rázové vlny, které by mohly spustit hvězdu formace.
• Vysoké hodnoty supernovy:Supernovye jsou násilné události. Pokud se rychlost exploze zvýší v důsledku přítomnosti velmi vysokého počtu stárnoucích hvězd v kompaktní oblasti, výsledné rázové vlny mohou začít rychle zvyšovat tvorbu hvězd. K takové události by však musely být podmínky ideální; více než v ostatních možnostech uvedených zde.

Hvězdné galaxie zůstávají aktivní oblastí výzkumu astronomů. Čím více najdou, tím lepší vědci mohou popsat skutečné podmínky, které vedou k jasným výbuchům hvězdných útvarů, které tyto galaxie obývají.

Upraveno a aktualizováno uživatelem Carolyn Collins Petersen.