Kosmiczne fajerwerki w Wielkiej Niedźwiedzicy
Dzisiejsze zdjęcie dnia NASA pokazuje galaktykę spiralną NGC 3310 w spektakularnych kolorach, sfotografowaną przez teleskop Gemini North na Maunakea.
To stosunkowo niewielka galaktyka spiralna, oddalona o około 50 milionów lat świetlnych w kierunku konstelacji Wielkiej Niedźwiedzicy, o średnicy rzędu 50 tysięcy lat świetlnych.
Na obrazie różowe obszary zdradzają świecący gaz w obłokach wodorowych, a białe i niebieskie punkty oraz pasma to młode, gorące gwiazdy i gęste gromady gwiazdowe.
Choć kształt NGC 3310 przypomina zwykłą galaktykę spiralną, jej wnętrze zachowuje się jak miasto w sylwestra – niemal wszędzie trwają intensywne fajerwerki narodzin gwiazd.
Takie obiekty astronomowie nazywają galaktykami gwiazdotwórczymi, czyli w fazie wybuchu procesów gwiazdotwórczych.
Czym jest galaktyka gwiazdotwórcza?
W typowej galaktyce spiralnej, takiej jak Droga Mleczna, nowe gwiazdy powstają raczej spokojnie, głównie w ramionach spiralnych, z umiarkowanym tempem narodzin.
W galaktyce gwiazdotwórczych tempo to jest wielokrotnie większe – w krótkim (kosmicznie) czasie powstają ogromne populacje nowych gwiazd i gromad gwiazd.
Za taki przyspieszony kurs ewolucji zwykle odpowiadają oddziaływania grawitacyjne, na przykład bliskie przejście lub zderzenie z inną galaktyką, które wzburza gaz i ściska go w gęste obłoki, sprzyjające zapadaniu się do gwiazd.
NGC 3310 jest podręcznikowym przykładem: liczne badania wskazują, że ma za sobą niedawne spotkanie z mniejszą galaktyką, które radykalnie zmieniło jej wygląd i uruchomiło gwiezdną imprezę.
Ślady kosmicznej kolizji
Analiza struktury NGC 3310 pokazuje, że jej dysk jest pełen nieregularnych łuków, rozciągniętych ogonów materii i innych śladów silnych zaburzeń grawitacyjnych, typowych dla galaktyk po złączeniu z towarzyszem.
W zewnętrznych partiach widać rozległe pływowe struktury gazu i gwiazd, interpretowane jako resztki rozerwanej galaktyki satelitarnej.
Z dzisiejszego opisu APOD wiemy, że do zderzenia z mniejszą galaktyką doszło mniej więcej 100 milionów lat temu, co doprowadziło do gwałtownego wzrostu tempa formowania gwiazd w całej NGC 3310.
Podczas takiego zdarzenia zmieniające się pole grawitacyjne pobudza powstawanie tzw. fal gęstości w dysku – obszarów, gdzie gaz jest mocniej ściskany, a to sprzyja narodzinom nowych gromad gwiazd i asocjacji gwiazdowych.
Na zdjęciach z Hubble’a widać setki gromad gwiazd w NGC 3310, o szerokim zakresie barw i tego samego wieku – od około miliona do ponad stu milionów lat, co wskazuje na długotrwały okres aktywności gwiazdotwórczej.
Dzisiejszy obraz z Gemini North, pokazujący różowe pasma gazu i błękitne gromady, pięknie potwierdza tę historię burzliwej przeszłości galaktyki.
Teleskop Gemini North – kosmiczne oko na Maunakea
NGC 3310 sfotografowano za pomocą 8,1‑metrowego teleskopu Gemini North, stanowiącego północną część Międzynarodowego Obserwatorium Gemini zarządzanego przez NSF NOIRLab.
Bliźniacze teleskopy Gemini North i Gemini South należą do najbardziej zaawansowanych optyczno‑podczerwonych instrumentów na Ziemi i zapewniają astronomom wysokorozdzielcze obrazy w szerokim zakresie długości fal.
Na dzisiejszym zdjęciu zastosowano filtry tak dobrane, by oddzielić świecenie zjonizowanego wodoru (Hα) – widocznego jako różowa poświata gazu – od światła gwiazd, prezentowanego w odcieniach bieli i błękitu.
Dzięki temu można łatwo odróżnić obszary aktywnego formowania gwiazd od starszych populacji w ramionach galaktyki.
Laboratorium dla badań ewolucji galaktyk
Choć galaktyki gwiazdotwórcze często kojarzą się z bardzo odległym, wczesnym Wszechświatem, NGC 3310 jest stosunkowo blisko – jej odległość rzędu 50 milionów lat świetlnych pozwala badać szczegóły struktur i gromady z niezwykłą precyzją.
To czyni ją idealnym laboratorium do testowania modeli, jak zderzenia galaktyk wpływają na ich dalszą ewolucję i jak długo utrzymuje się faza intensywnego formowania gwiazd.
W promieniach X, obserwowanych m.in. przez satelitę NuSTAR i teleskop Chandra, NGC 3310 ujawnia liczne jasne źródła związane z masywnymi układami rentgenowskimi, które są naturalnym produktem populacji młodych, masywnych gwiazd.
Porównanie tego promieniowania z liczbą gromad gwiazd pozwala badać związek między wybuchem procesów gwiazdotwórczych a energetycznymi procesami w późniejszych stadiach życia gwiazd.
Co dalej – gwiezdne fajerwerki w 3D
NGC 3310 jest celem wielu projektów, które łączą dane z dużych teleskopów naziemnych (jak Gemini) z obserwacjami kosmicznymi w zakresie ultrafioletu, optycznym, podczerwonym i rentgenowskim, by odtworzyć jej historię w trzech wymiarach.
Analizując wiek i rozmieszczenie gromad gwiazd oraz struktur gazowych, astronomowie układają oś czasu zderzenia i obserwują, jak fronty gwiezdnej aktywności wędrują przez dysk galaktyki.
NGC 3310 pomaga też zrozumieć, czy takie lokalne, stosunkowo małe zderzenia mogą być dobrym analogiem dla dużo potężniejszych zlewających się galaktyk w młodym Wszechświecie, które widzimy dziś jako bardzo odległe, słabe plamki.
Dzisiejsze zdjęcie z Gemini North, wyróżnione jako Astronomiczne Zdjęcie Dnia NASA, to nie tylko efektowna pocztówka z kosmosu, ale także fragment większej układanki badań ewolucji galaktyk.
Źródła
Główne źródło:
- NASA Astronomy Picture of the Day – „NGC 3310: A Starburst Spiral Galaxy”,
Źródła kontekstowe:
- NASA / Hubble – „Starburst Galaxy NGC 3310 Blazes With Star Formation”,
- ESA/Hubble – „Spiral Galaxy NGC 3310”,
- K. Wehner, P. Gallagher, „NGC 3310 and its tidal debris: remnants of galaxy evolution”,
- NuSTAR i Chandra: „The 0.3–30 keV Spectra of Powerful Starburst Galaxies: NuSTAR and Chandra Observations of NGC 3256 and NGC 3310”,
- International Gemini Observatory – opis teleskopów Gemini North i South.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
