Открытие делает огненную среду в типичной спиральной галактике или галактике со вспышками звездообразования почти пасторальной. Исследователи из Корнелла, использующие космический телескоп Spitzer, говорят, что далекие галактики содержат ад очень молодых, массивных и бурно развивающихся звезд, собранных вместе в крошечные, но чрезвычайно мощные космические шарики.
Ключ к открытию, как это ни парадоксально, находится в присутствии тонких, блестящих кристаллических силикатов, называемых форстеритом. Это стекловидные частицы, которые существуют в дисках обломков молодых звезд и в звездном ветре очень старых звезд, но которые никогда ранее не наблюдались в массе газа и пыли, известной как межзвездная среда, или ISM, в Млечном Пути. или в любой другой галактике.
Исследование, проведенное под руководством астронома из Корнелла и научного сотрудника Spitzer Хенрика Спуна, будет опубликовано в выпуске Astrophysical Journal от 20 февраля.
Используя инфракрасный спектрограф Спитцера (IRS), инструмент, разработанный группой под руководством профессора астрономии Корнелла Джеймса Хоука и построенный в Корнелле, Спун и его коллеги наблюдали за десятками далеких галактик, известных как ультраяркие инфракрасные галактики (ULIRG).. Впервые открытые в больших количествах в 1982 году, большинство ULIRG, как полагают, формируются при столкновении двух или более спиральных галактик (как наша галактика через несколько миллиардов лет столкнется с соседней галактикой Андромеды), а их остаточный газообразный водород питает яростную, стремительную галактику. образование массивных звезд.
ULIRG относительно малы по галактическим меркам (хотя некоторые из них имеют широкие приливные хвосты), а источник их светимости исходит из области, составляющей всего одну сотую площади типичных галактик. В оптический телескоп они выглядят пыльными, хаотичными и не впечатляющими. Но в среднем инфракрасном спектре, по словам Спуна, «они бурно развиваются», кажущиеся в 100 раз более яркими, чем спиральная или звездообразная галактика.
Силикаты являются наиболее распространенными типами минералов в Млечном Пути, поэтому их присутствие в ULIRG неудивительно. Но среди силикатов большинство (95 процентов в непосредственной близости от быстро развивающихся звезд и не менее 99 процентов в общем МЗС) имеют аморфную структуру.
Спун и его команда увидели ожидаемые характеристики широкого поглощения аморфных силикатов в инфракрасных спектрах наблюдаемых ими ULIRG. Но они также видели характерные узкие углубления внутри широких выпуклостей, указывающие на присутствие силикатов в кристаллической форме в общем ISM. Спун обнаружил, что концентрация кристаллических силикатов по крайней мере в 21 ULIRG в 7-15 раз выше, чем в любой другой известной среде.
В нашей галактике кристаллические силикаты наблюдались только рядом с активными новыми звездами, которые выбрасывают их в свое непосредственное окружение по мере их эволюции, а также в выдыхаемых ветрах умирающих звезд. Силикаты под сильным ударом разрушительных космических и ударно-ускоренных ионов быстро теряют свою упорядоченную кристаллическую структуру и принимают аморфную форму.
«Мы были удивлены, обнаружив такие хрупкие маленькие кристаллы в центре некоторых из самых жестоких мест во Вселенной», - сказал Спун. «Учитывая быстрое превращение кристаллических силикатов в аморфное состояние, скорость закачки свежеобразованных кристаллических силикатов должна быть намного выше, чем в нашей галактике. Мы исследуем экзотические обстоятельства».
IRS Спитцера, который может регистрировать инфракрасные спектры объектов, более тусклых и удаленных, чем когда-либо прежде, позволил астрономам изучить ULIRG и другие звездные питомники в новых деталях.
«Теперь мы можем хорошенько взглянуть на эти характеристики», - сказал Спун. "Это как в первый раз надеть очки и - вау."
Космический телескоп Спитцер - последняя из великих обсерваторий НАСА. Лаборатория реактивного движения, подразделение Калифорнийского технологического института, управляет миссией «Спитцер» для Управления научной миссии НАСА в Вашингтоне. Научные операции проводятся в Научном центре Спитцера в Калифорнийском технологическом институте.