Яркая инфракрасная галактика

Яркая инфракрасная галактика (англ. Luminous infrared galaxy, LIRG) — галактика со светимостью выше 1011 светимостей Солнца. Такие галактики более распространены, чем галактики со вспышками звездообразования, сейфертовские галактики и квазары сравнимых светимостей. Инфракрасные галактики создают больше излучения в инфракрасной части спектра по сравнению с другими диапазонами длин волн.

Галактики со светимостями выше 1012 светимостей Солнца называются ультраяркими инфракрасными галактиками (англ. ultraluminous infrared galaxies, ULIRGs). Многие яркие инфракрасные галактики проявляют признаки взаимодействий и разрушения. Темп звездообразования может достигать 100 звёзд в год, в то время как в нашей галактике появляется в среднем одна звезда в год.

Ещё более яркие галактики называются гиперяркими галактиками (англ. hyper-luminous infrared galaxies, HLIRGs).

Галактики данного типа с наибольшей светимостью носят название экстремально ярких инфракрасных галактик (англ. extremely luminous infrared galaxies, ELIRGs).

Возникновение и эволюция

Инфракрасные галактики выглядят как одиночные богатые газом спиральные галактики, инфракрасное излучение которых создаётся в основном при звездообразовании.[1] Однако светимость некоторых галактик создаётся в основном активным ядром галактики (АЯГ). Такие АЯГ находятся в компактных областях в центрах галактики обладают повышенной светимостью. Излучение АЯГ наблюдается в радио-, инфракрасном, видимом, ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма-диапазонах спектра. Подобные галактики были открыты в 1983 году при наблюдениях телескопа IRAS. В некоторых случаях светимость ярких инфракрасных галактик может возникать в результате присутствия как активного звездообразования, так и АЯГ.[2]

Яркие инфракрасные галактики излучают большую часть энергии в инфракрасной части спектра, недоступной для наблюдения невооружённым глазом. Суммарная излучаемая энергия сопоставима с энергией квазаров, считавшихся ранее наиболее выскоэнергичными объектами Вселенной.[3]

Причина, по которой зарегистрировать излучение в видимой части спектра у таких галактик очень сложно, состоит в том, что они богаты газом, который поглощает излучение в видимой части спектра и переиспускает его в инфракрасном диапазоне. Большая доля ярких инфракрасных галактик обладает активной чёрной дырой в центральной области. Подобные галактики обнаруживаются в более плотно населённых областях во Вселенной по сравнению с обычными галактиками.

Ультраяркие инфракрасные галактики
IRAS 14348-1447 является ультраяркой инфракрасной галактикой, расположенной на расстоянии около миллиарда световых лет.[4]

Вероятно, яркие инфракрасные галактики могут со временем становиться ультраяркими. Моделирование данного перехода остаётся затруднительным. Исследования показывают, что ультраяркие инфракрасные галактики с большей вероятностью содержат активные ядра, чем яркие инфракрасные галактики.[5]

В соответствии с одним из исследований, ультраяркая инфракрасная галактика является лишь одной из эволюционных стадий слияния галактик. Две или более спиральные галактики сливаются с возможным образованием яркой инфракрасной галактики. На более позднем этапе слияния происходит переход к ультраяркой инфракрасной галактике. Затем она становится квазаром, в конечном итоге становясь эллиптической галактикой.[3] Подтверждением данного сценария является тот факт, что в эллиптических галактиках звёзды старше, чем на более ранних этапах сценария.

Экстремально яркие инфракрасные галактики

Экстремально яркая инфракрасная галактика WISE J224607.57-052635.0, обладающая светимостью 349×1012 светимостей Солнца, по состоянию на мая 2015 года являлась галактикой с самой большой светимостью среди всех известных галактик. Данный объект принадлежит к новому классу открытых WISE галактик — экстремально ярким инфракрасным галактикам.

Излучение от WISE J224607.57-052635.0 шло до нас 12,5 млрд лет.

Существуют три причины, по которым чёрные дыры в экстремально ярких инфракрасных галактиках могут быть чрезвычайно массивными. Во-первых, первоначальные чёрные дыры могут быть больше, чем считалось возможным ранее. Во-вторых, может нарушаться эддингтоновский предел светимости. Когда газ падает на чёрную дыру и разогревается, испускается излучение. Давление излучения выбрасывает газ вовне, что создаёт ограничения на темп поглощения газа чёрной дырой. Если предел Эддингтона преодолевается, то чёрная дыра теоретически может увеличиваться в размерах сравнительно быстро. Уже наблюдались чёрные дыры, нарушившие указанный предел. В-третьих, если чёрная дыра вращается не очень быстро, то может поглощать вещество в большем темпе.

Было открыто более 20 экстремально ярких инфракрасных галактик к настоящему времени.[6][7]

Наблюдения

IRAS

Телескоп IRAS создал первый обзор неба в далёком инфракрасном диапазоне в 1983 году. В рамках обзоре были обнаружены десятки тысяч галактик, многие из которых не были найдены в предыдущих обзорах. По данным IRAS учёные смогли определить светимости наблюдаемых объектов. В течение миссии, продлившейся 10 месяцев, было обнаружено около 250 тысяч инфракрасных источников.

GOALS

Great Observatories All-sky LIRG Survey (GOALS) — многоволновый обзор ярких инфракрасных галактик,[8] включающий наблюдения Больших обсерваторий и других космических и наземных телескопов. Для 200 наиболее ярких инфракрасных галактик ближней части Вселенной получены наблюдения на телескопах Spitzer, Hubble, Chandra и Galex.[9] Были идентифицированы около 180 ярких и 20 ультраярких инфракрасных галактик. Исследуемые галактики включают в себя примеры всех типов ядер галактик (два типа активных ядер галактик, LINER, области со вспышками звездообразования) и различных стадий взаимодействия (крупные и малые слияния, изолированные галактики).

Примеры

Некоторые примеры ярких инфракрасных галактик.

Галактика Тип Светимость Созвездие RA DEC Примечания
WISE J224607.57-052635.0 ELIRG 22ч 46м 07.57с −05° 26′ 35.0″ Открыта в 2015 году, по состоянию на май 2015 года являлась самой яркой из известных галактик [10]
II Zw 96 LIRG пара галактик в процессе слияния
NGC 6240 ULIRG Змееносец подробно исследованная близкая инфракрасная галактика
Arp 220 ULIRG ближайшая ультраяркая инфракрасная галактика, продолжается слияние двух галактик

Галерея
  • WISE J224607.57-052635.0 в представлении художника.[11][12]
  • Галактика Южная Америка[13]
  • 2MASX J05210136-2521450.[14]
  • NGC 5010.[15]
  • Ультраяркая инфракрасная галактика IRAS 19297-0406
  • Яркая инфракрасная галактика MCG-03-04-014[16]

Примечания
  1. Luminous Infrared Galaxies. Дата обращения 23 октября 2013.
  2. The AGN-Starburst Connection in Warm Infrared Galaxies. Архивировано 24 сентября 2015 года.
  3. The Curious History of Luminous Infrared Galaxies.
  4. When galaxies collide. www.spacetelescope.org. Дата обращения: 10 января 2017.
  5. Star-formation, AGN and Ultra-luminous infrared galaxies. Дата обращения 12 ноября 2013.
  6. NASA's WISE Spacecraft Discovers Most Luminous Galaxy in Universe. Дата обращения: 25 мая 2015.
  7. Tsai, Chao-Wei; Eisenhardt, Peter; Wu, Jingwen; Stern, Daniel; Assef, Roberto; Blain, Andrew; Bridge, Carrie; Benford, Dominic; Cutri, Roc. The Most Luminous Galaxies Discovered by WISE (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2014. — 7 October (vol. 805, no. 2). — P. 90. — doi:10.1088/0004-637X/805/2/90. — . — arXiv:1410.1751.
  8. Stierwalt, S.; Armus, L.; Surace, J. A.; Inami, H.; Petric, A. O.; Diaz-Santos, T.; Haan, S.; Charmandaris, V.; Howell, J.; Kim, D. C.; Marshall, J.; Mazzarella, J. M.; Spoon, H. W. W.; Veilleux, S.; Evans, A.; Sanders, D. B.; Appleton, P.; Bothun, G.; Bridge, C. R.; Chan, B.; Frayer, D.; Iwasawa, K.; Kewley, L. J.; Lord, S.; Madore, B. F.; Melbourne, J. E.; Murphy, E. J.; Rich, J. A.; Schulz, B.; Sturm, E. Mid-Infrared Properties of Nearby Luminous Infrared Galaxies I: Spitzer IRS Spectra for the GOALS sample (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2013. — Vol. 206. — P. 1. — doi:10.1088/0067-0049/206/1/1. — . — arXiv:1302.4477.
  9. GOALS. Дата обращения 24 октября 2013.
  10. Most Luminous Galaxy in Universe Discovered, Science Daily (21 мая 2015).
  11. Staff. WISE spacecraft discovers most luminous galaxy in universe. PhysOrg (21 May 2015). Дата обращения: 22 мая 2015.
  12. Staff. PIA19339: Dusty 'Sunrise' at Core of Galaxy (Artist's Concept). NASA (21 May 2015). Дата обращения: 21 мая 2015.
  13. A very bright contortionist. Дата обращения 14 июня 2013.
  14. A tale of galactic collisions. Дата обращения 6 мая 2013.
  15. A galaxy colourfully on the wane ain't dead yet. Дата обращения 12 ноября 2012.
  16. Starbursts versus Monsters. Дата обращения 12 марта 2014.

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.