Legenda do detalhe: o traço corresponde à distância de 30.000 anos-luz.
O pequeno ponto vermelho nesta imagem é uma das mais eficientes fábricas de galáxias até hoje observadas, convertendo gás em estrelas à máxima velocidade possível. A galáxia é mostrada aqui em uma imagem do Explorador Infravermelho de Pesquisas de Campo Amplo (WISE) da NASA,que identificou pela primeira vez a rara galáxia em luz infravermelha. NASA/JPL-Caltech/STScI/IRAM
Astrônomos identificaram a "mais verde" das galáxias, que converte combustível em estrelas com uma eficiência de quase 100%.
As descobertas são do Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) da NASA, do Telescópio Espacial Hubble da NASA e do Interferômetro IRAM Plateau de Bure , nos Alpes Franceses.
"Esta galáxia é incrivelmente eficiente," disse Jim Geach, da Universidade McGill, no Canadá, principal autor de um novo estudo publicado na revista Astrophysical Journal Letters. "Ela transforma seu estoque de gás em novas estrelas à maior velocidade que se acredita ser possível."
Estrelas são formadas de nuvens de gás que se desmancham em galáxias. Em galáxias típicas, como a Via Láctea, apenas uma fração de todo o estoque de gás forma ativamente estrelas, ficando a maior parte do combustível dormente. O gás é amplamente distribuído por toda a galáxia, com a maior parte das novas estrelas sendo formadas dentro de discreto e densos nós nos braços espirais.
Na galáxia, chamada SDSSJ1506+54, quase todo o gás é levado para o núcleo no seu centro, onde é inflamado em uma poderosa explosão de formação estelar.
"Estamos vendo uma rara fase de evolução, que é a mais extrema — e mais eficiente — já observada," disse Geach.
Os resultados vão levar a uma melhor compreensão do processo de formação das regiões centrais de formação estelar das.
SDSSJ1506+54 foi percebida pelos pesquisadores quando eles a observaram utilizando dados da pesquisa em infravermelho de todo o céu do WISE. Luz infravermelha está vertendo da galáxia, equivalente a mais de mil bilhões de vezes a energia do Sol. A galáxia está tão distante que a luz levou quase seis bilhões de anos para chegar até nós.
As observações em luz visível do Hubble revelaram que a galáxia é extremamente compacta, com a maior parte de sua luz emanando de uma região com apenas algumas centenas de anos-luz de diâmetro. É uma grande fábrica de estrelas para um tamanho tão pequeno.
"Embora esta galáxia esteja formando estrelas a um ritmo centenas de vezes maior que o da Via Láctea, a visão aguçada do Hubble revelou que a maioria da luz das estrelas da galáxia está sendo emitida por uma região com um diâmetro de apenas uma pequena fração porcentual da que há na Via Láctea," disse Geach.
A equipe utilizou o Interferômetro IRAM Plateau de Bure para medir a quantidade de gás presente na galáxia. O telescópio, baseado no solo, detectou luz de comprimento de onda de milímetros oriunda de monóxido de carbono, um indicativo da presença de gás hidrogênio, o combustível das estrelas. Combinando o ritmo de formação de estrelas derivado com o WISE, e a massa do gás calculada pelo IRAM, os cientistas obtêm uma medida do grau de eficiência da formação estelar.
Em regiões de galáxias onde há formação de novas estrelas, parte das nuvens de gás se desmancham devido à gravidade. Quando o gás é denso o bastante para prensar os átomos e detonar a fusão nuclear, nasce uma estrela. Mas esse processo pode ser interrompido por outras estrelas recém-nascidas, quando seu vento e radiação sopram o gás para fora. O ponto em que isso ocorre estabelece o ritmo máximo teórico de formação estelar. A galáxia SDSSJ1506+54 foi observada produzindo estrelas exatamente neste ponto, pouco antes do limite a partir do qual as nuvens de gás se desmanchariam.
"Nós vemos algum gás fluindo para fora desta galáxia a milhões de quilômetros por hora, e esse gás pode ter sido soprado pela poderosa radiação das estrelas recém-formadas," disse Ryan Hickox, astrofísico do Dartmouth College, em Hanover, New Hampshire, e coautor do estudo.
Por que SDSSJ1506+54 é tão incomum? Astrônomos dizem estar flagrando a galáxia em uma fase de evolução de curta duração, possivelmente iniciada pela fusão de duas galáxias. A formação estelar é tão profusa que em poucas dezenas de milhões de anos, um piscar de olhos na vida de uma galáxia, o gás estará esgotado, e SDSSJ1506+54 irá amadurecer como uma grande galáxia elíptica.
The tiny red spot in this image is one of the most efficient star-making galaxies ever observed, converting gas into stars at the maximum possible rate. The galaxy is shown here in an image from NASA's Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), which first spotted the rare galaxy in infrared light. NASA/JPL-Caltech/STScI/IRAM
Astronomers have spotted the "greenest" of galaxies, one that converts fuel into stars with almost 100-percent efficiency.
The findings come from NASA's Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), NASA's Hubble Space Telescope and the IRAM Plateau de Bure Interferometer in the French Alps.
"This galaxy is remarkably efficient," said Jim Geach of McGill University in Canada, lead author of a new study appearing in the Astrophysical Journal Letters. "It's converting its gas supply into new stars at the maximum rate thought possible."
Stars are formed out of collapsing clouds of gas in galaxies. In a typical galaxy, like the Milky Way, only a fraction of the total gas supply is actively forming stars, with the bulk of the fuel lying dormant. The gas is distributed widely throughout the galaxy, with most of the new stars being formed within discrete, dense 'knots' in the spiral arms.
In the galaxy, called SDSSJ1506+54, nearly all of the gas has been driven to the central core of the galaxy, where it has ignited in a powerful burst of star formation.
"We are seeing a rare phase of evolution that is the most extreme -- and most efficient -- yet observed," said Geach.
The results will provide a better understanding of how the central star-forming regions of galaxies take shape.
SDSSJ1506+54 jumped out at the researchers when they looked at it using data from WISE's all-sky infrared survey. Infrared light is pouring out of the galaxy, equivalent to more than a thousand billion times the energy of our sun. The galaxy is so distant it has taken the light nearly six billion years to reach us.
Hubble's visible-light observations revealed that the galaxy is extremely compact, with most of its light emanating from a region just a few hundred light-years across. That's a big star-making punch for such a little size.
"While this galaxy is forming stars at a rate hundreds of times faster than our Milky Way galaxy, the sharp vision of Hubble revealed that the majority of the galaxy's starlight is being emitted by a region with a diameter just a few percent that of the Milky Way," said Geach.
The team then used the IRAM Plateau de Bure Interferometer to measure the amount of gas in the galaxy. The ground-based telescope detected millimeter-wave light coming from carbon monoxide, an indicator of the presence of hydrogen gas, which is fuel for stars. Combining the rate of star formation derived with WISE, and the gas mass measured by IRAM, the scientists get a measure of the star-formation efficiency.
In regions of galaxies where new stars are forming, parts of gas clouds are collapsing due to gravity. When the gas is dense enough to squeeze atoms together and ignite nuclear fusion, a star is born. But this process can be halted by other newborn stars, as their winds and radiation blow the gas outward. The point at which this occurs sets the theoretical maximum for star formation. The galaxy SDSSJ1506+54 was found to be making stars right at this point, just before the gas clouds would otherwise be blown apart.
"We see some gas outflowing from this galaxy at millions of miles per hour, and this gas may have been blown away by the powerful radiation from the newly formed stars," said Ryan Hickox, an astrophysicist at Dartmouth College, Hanover, N.H., and a co-author on the study.
Why is SDSSJ1506+54 so unusual? Astronomers say they're catching the galaxy in a short-lived phase of evolution, possibly triggered by the merging of two galaxies into one. The star formation is so prolific that in a few tens of millions of years, the blink of an eye in a galaxy's life, the gas will be used up, and SDSSJ1506+54 will mature into a massive elliptical galaxy.
Nenhum comentário:
Postar um comentário