Звездородна галаксија

Звездородна галаксија је галаксија која је подвргнута изузетно високој стопи формирања звезда у поређењу са дугорочном просечном стопом формирања звезда у галаксији или стопом формирања звезда која је уочена у већини других галаксија. На пример, стопа формирања звезда у галаксији Млечни пут је приближно 3 M_☉/год, док звездородне галаксије могу досећи стопе формирања звезда које су више од 33 пута веће. У звездородној галаксији брзина формирања звезда је толико велика да ће галаксија потрошити сав свој гасни резервоар, из којег се звезде формирају, у временском размаку много краћем од старости галаксије. Као таква, звездородна природа галаксије је фаза, и она која обично заузима кратак период галаксијске еволуције. Већина звездородних галаксија се налази усред спајања или блиског сусрета са другом галаксијом. Примери звездородних галаксија су М82, НГЦ 4038/НГЦ 4039 (антенске галаксије) и ИЦ 10.

Антенске галаксије су пример звездородне галаксије до чега долази услед судара НГЦ 4038/НГЦ 4039. Заслуга: НАСА/ЕСА.

Дефиниција

Светлост и прашина у оближњој звездородној галаксији

Звездородне галаксије су дефинисана са ова три међусобно повезана фактора:

1. Брзина којом галаксија тренутно претвара гас у звезде (стопа формирања звезда или СФР).
2. Доступна количина гаса из које се могу формирати звезде.
3. Поређење временске скале по којој ће формирање звезда трошити расположиви гас са старошћу или временом ротације галаксије.

Најчешће коришћене дефиниције укључују:

• Континуирано формирања звезда где би тренутни СФР исцрпео расположиви гасни резервоар много мање од старости свемира (Хублово време).
• Континуирано формирања звезда где би тренутни СФР исцрпео расположиви гасни резервоар за много мање времена од динамичког временског распона галаксије (један ротациони период у диску типа галаксије).
• Садашњи СФР, нормализован просечним СФР-ом, много је већи од јединице. Тај оснос се назива „наталитетни параметар”

Покретачки механизми

Спајања и плимске интеракције галаксија богатих гасом играју велику улогу у покретању стварања звезда. Галаксије током звездорођа често манифестују плимске репове, што је знак блиског сусрета са другом галаксијом или исход спајања. Интеракције између галаксија које се не спајају могу покренути нестабилне модове ротације, попут нестабилности премоштавања, што узрокује усмеравање гаса према језгру и подстиче налет звезданог формирања у близини галактичког језгра. Показано је да постоји снажна повезаност између закошености галаксије и младости њене звездане популације, при чему галаксије неправилнијег облика имају млађе централне звездане популације. Будући да неправилности облика галаксије могу узроковати плимске интеракције и спајања галаксија, овај резултат даје додатне доказе да спајања и плимске интеракције могу изазвати настанак централних звезда у галаксији и бити покретач формирања звезда.

Типови

Уметников приказ галаксије која пролази кроз звездани прасак звезда.

Класификација типова звездородних галаксија је тешка јер галаксије са звезданим праском саме по себи не представљају специфичан тип. У диск галаксијама се могу јавити звездани прасци, а неправилне галаксије често испољавају чворове звезданог праска који се шире по неправилној галаксији. Ипак, астрономи типично класификују звездородне галаксије на основу њихових најразличитијих опсервационих карактеристика. Неке од категоризација укључују:

• Плаве компактне галаксије (БЦГ). Ове галаксије су често мале масе, ниске металичности, без прашине. Пошто су без прашине и садрже велики број врућих, младих звезда, често су плаве у оптичким и ултраљубичастим бојама. Првобитно се сматрало да су БЦГ заиста младе галаксије у процесу формирања своје прве генерације звезда, чиме се објашњава њихов низак садржај метала. Међутим, старе звездане популације су пронађене у већини БЦГ-а, и сматра се да ефикасно мешање може објаснити очигледан недостатак прашине и метала. Већина БЦГ галаксија показује знаке недавних спајања и/или блиских интеракција. Добро проучени БЦГ галаксије укључују ИЗw18 (најбоље изучена галаксија сиромашна металима), ЕСО338-ИГ04 и Харо11.
  • Плаве компактне патуљасте галаксије (БЦД галаксије) су мале компактне галаксије.
  • Галаксије зеленог грашка (ГП) су мале компактне галаксије које подсећају на примордијалне звездане експлозије. Пронашли су их научници грађани који учествују у пројекту Галаxy Зоо.
• Светлеће инфрацрвене галаксије (ЛИРГ).
  • Ултра-светлеће инфрацрвене галаксије (УЛИРГ). Ове галаксије су генерално изузетно прашњави објекти. Ултраљубичасто зрачење које производи затамњена звездана формација апсорбује се прашином и поново зрачи у инфрацрвеном спектру на таласним дужинама од око 100 микрометара. Ово објашњава екстремно црвене боје повезане са УЛИРГ галаксијама. Није поуздано познато да се УВ зрачење производи искључиво формирањем звезда, а неки астрономи верују да се УЛИРГ напајају (барем делимично) активним галактичким језгром (АГН). Рендгенска запажања многих УЛИРГ-ова који продиру у прашину сугеришу да су многе галаксије звезданог праска системи са двоструким језгром, дајући подршку хипотези да се УЛИРГ-ови напајају формирањем звезда изазваним великим спајањима. Једна од добро проучених УЛИРГ галаксија је Арп 220.
  • Хиперлуминозне инфрацрвене галаксије (ХЛИРГ), које се понекад називају субмилиметарским галаксијама.

СБС 1415+437 је WР галаксија која се налази на око 45 милиона светлосних година од Земље.

• Волф-Рајетове галаксије (WР галаксије), галаксије у којима су Волф-Рајетове звезде велики део сјајних звезда. Волф-Рајетова фаза је релативно краткотрајна фаза у животу масивних звезда, обично сачињава 10% укупног животног века ових звезда и услед тога свака галаксија ће вероватно садржати мало њих. Међутим, пошто су звезде веома блиставе и имају веома карактеристичне спектралне карактеристике, могуће је идентификовати ове звезде у спектрима читавих галаксија и на тај начин се могу поставити добра ограничења на својства звезданих прасака у овим галаксијама.

Састојци

Месје 82 је прототип оближње звездородне галаксије удаљене око 12 милиона светлосних година у сазвежђу Великог медведа.

Звездородна галаксија мора имати велику количину гаса на располагању за формирање звезда. Сама експлозија може бити изазвана блиским сусретом са другом галаксијом (као што је М81/М82), сударом са другом галаксијом (као што је Антена) или другим процесом који потискује материјал у центар галаксије (као што је звездана трака).

Унутрашњост звезданог праска је прилично екстремно окружење. Велике количине гаса омогућавају формирање веома масивне звезде. Младе, вруће звезде јонизују гас (углавном водоник) око себе, стварајући Х II регионе. Групе веома врућих звезда познате су као ОБ асоцијације. Ове звезде горе веома сјајно и веома брзо, и врло је вероватно да ће експлодирати на крају свог живота као супернове.

Након експлозије супернове, избачени материјал се шири и постаје остатак супернове. Ови остаци ступају у интеракцију са околним окружењем унутар звезданог праска (међузвездани медијум) и могу бити место масера који се природно појављују.

Проучавање оближњих звездородних галаксија може помоћи да се утврди историју формирања и еволуције галаксија. Познат је велики број веома удаљених галаксија, попут оних уочених на пример у Хабловом дубоком пољу, које су звездородне галаксије, али су превише удаљене да би се могле детаљно проучавати. Посматрање оближњих примера и истраживање њихових карактеристика може да пружи представу о томе шта се дешавало у раном универзуму, јер их је светлост која се види из ових удаљених галаксија напустила када је универзум био много млађи (погледајте црвени помак). Међутим, сматра се да су звездородне галаксије прилично ретке у нашем локалном универзуму и чешће су даље - што указује да их је било више пре више милијарди година. Све галаксије су тада биле ближе једна другој и стога је већа вероватноћа да ће на њих утицати међусобна гравитација. Чешћи контакти су произвели више звезданих експлозија док су се галактички облици развијали са ширењем универзума.

Примери

Схематски приказ гаса који покреће удаљене звездородне галаксије.

М82 је архетипска звездородна галаксија. Њен висок ниво формирања звезда је последица блиског сусрета са оближњом спиралом М81. Мапе региона направљене радио-телескопима показују велике токове неутралног водоника који повезују две галаксије, такође као резултат сусрета. Радио снимци централних региона М82 такође показују велики број младих остатака супернове, заосталих када су масивније звезде створене у звезданом праску дошле до краја свог живота. Антена је још један систем звездородног система, детаљније приказан на Хабловој слици, објављеној 1997. године.

Литература

• Кенницутт, Р. C.; Еванс, Н. Ј. (2012). „Стар Форматион ин тхе Милкy Wаy анд Неарбy Галаxиес”. Аннуал Ревиеw оф Астрономy анд Астропхyсицс. 50: 531—608. Бибцоде:2012АРА&А..50..531К. арXив:1204.3552 . дои:10.1146/аннурев-астро-081811-125610. 
• Wеедман, D. W.; Фелдман, Ф. Р.; Балзано, V. А.; Рамсеy, L. W.; Срамек, Р. А.; Wуу, C. -C. (1981). „НГЦ 7714 – тхе прототyпе стар-бурст галацтиц нуцлеус”. Тхе Астропхyсицал Јоурнал. 248: 105. Бибцоде:1981АпЈ...248..105W. дои:10.1086/159133. 
• Фатх, Е. А. (1909). „Тхе спецтра оф соме спирал небулае анд глобулар стар цлустерс”. Лицк Обсерваторy Буллетин. 5: 71. Бибцоде:1909ЛицОБ...5...71Ф. дои:10.5479/АДС/биб/1909ЛицОБ.5.71Ф. хдл:2027/уц1.ц2914873 . 
• Цуртис, Х. D. (1918). „Десцриптионс оф 762 Небулае анд Цлустерс Пхотограпхед wитх тхе Цросслеy Рефлецтор”. Публицатионс оф Лицк Обсерваторy. 13: 9. Бибцоде:1918ПЛицО..13....9Ц. 
• Слипхер, V. (1917). „Тхе спецтрум анд велоцитy оф тхе небула Н.Г.C. 1068 (M 77)”. Лоwелл Обсерваторy Буллетин. 3: 59. Бибцоде:1917ЛоwОБ...3...59С. 
• Хумасон, M. L. (1932). „Тхе Емиссион Спецтрум оф тхе Еxтра-Галацтиц Небула Н. Г. C. 1275”. Публицатионс оф тхе Астрономицал Социетy оф тхе Пацифиц. 44 (260): 267. Бибцоде:1932ПАСП...44..267Х. дои:10.1086/124242 . 
• Маyалл, Н. У. (1934). „Тхе Спецтрум оф тхе Спирал Небула НГЦ 4151”. Публицатионс оф тхе Астрономицал Социетy оф тхе Пацифиц. 46 (271): 134. Бибцоде:1934ПАСП...46..134М. дои:10.1086/124429. 
• Маyалл, Н. У. (1939). „Тхе оццурренце оф λ3727 [О II] ин тхе спецтра оф еxтрагалацтиц небулае”. Лицк Обсерваторy Буллетин. 19: 33. Бибцоде:1939ЛицОБ..19...33М. дои:10.5479/АДС/биб/1939ЛицОБ.19.33М . 
• Сеyферт, C. К. (1943). „Нуцлеар Емиссион ин Спирал Небулае”. Тхе Астропхyсицал Јоурнал. 97: 28. Бибцоде:1943АпЈ....97...28С. дои:10.1086/144488. 
• Болтон, Ј. Г.; Станлеy, Г. Ј.; Слее, О. Б. (1949). „Поситионс оф Тхрее Дисцрете Соурцес оф Галацтиц Радио-Фреqуенцy Радиатион”. Натуре. 164 (4159): 101. Бибцоде:1949Натур.164..101Б. дои:10.1038/164101б0. 
• Бааде, W.; Минкоwски, Р. (1954). „Идентифицатион оф тхе Радио Соурцес ин Цассиопеиа, Цyгнус А, анд Пуппис А.”. Тхе Астропхyсицал Јоурнал. 119: 206. Бибцоде:1954АпЈ...119..206Б. дои:10.1086/145812. 
• Исраелиан, Гарик (1997). „Обитуарy: Вицтор Амазасповицх Амбартсумиан, 1912 [и.е. 1908] -1996”. Буллетин оф тхе Америцан Астрономицал Социетy. 29 (4): 1466-1467. Архивирано из оригинала 11. 9. 2015. г. 

Спољашње везе

• „Цхандра :: Фиелд Гуиде то X-раy Соурцес :: Старбурст Галаxиес”. цхандра.харвард.еду. Приступљено 29. 12. 2007.