גלקסיות הזוהרות עם כוכבים שנולדו מספרות סיפור מעניין

היקום מלא גלקסיותשהם עצמם מלאים בכוכבים. בשלב מסוים בחייה, זיגזה כל גלקסיה היווצרות כוכבים בעננים עצומים של גז מימן. אפילו ביממה נראה כי לכמה גלקסיות יש יותר מאשר הכמות הרגילה של פעילות לידת הכוכבים ואסטרונומים רוצים לדעת מדוע. היו כל כך הרבה כוכבים שנולדו בכמה גלקסיות בתקופות קדומות יותר, שהם כנראה נראו כמו פרצי זיקוקים קוסמיים. אסטרונומים מתייחסים למתחם החמים של לידת הכוכבים כאל "גלקסיות התפרצות כוכבים".

Takeaways Key: גלקסיות Starburst

לגלקסיות פרץ הכוכבים יש שיעורים גבוהים במיוחד של היווצרות כוכבים, ופרצים אלו נמשכים זמן קצר במהלך חיי הארוכה של הגלקסיה. הסיבה לכך היא היווצרות כוכבים שורפת במהירות את מאגרי הגז של הגלקסיה.

סביר להניח שהפרץ הפתאומי של לידת הכוכבים מופעל על ידי אירוע ספציפי. ברוב המקרים, מיזוג גלקסי עושה את העבודה. זה כששתי גלקסיות או יותר משתלבות זו בזו בריקוד כבידה ארוך ובסופו של דבר מתמזגות זו עם זו. במהלך המיזוג, גזי כל הגלקסיות המעורבות מעורבבים זה בזה. ההתנגשות משדרת גלי הלם דרך ענני הגז ההם, הדוחסים את הגזים ומפיצים פרצי היווצרות כוכבים.

גלקסיות פרצי הכוכבים אינן סוג גלקסיה "חדש", אלא פשוט גלקסיה (או גלקסיות מעורבבות) בשלב מסוים של התפתחותן. עם זאת, ישנן כמה תכונות שמופיעות ברוב הגלקסיות הפרועות בכוכבים:

• שיעור היווצרות כוכבים מהיר מאוד. גלקסיות אלה יפיקו כוכבים בקצב גבוה מעל לשיעור הממוצע של רוב הגלקסיות ה"רגילות ";
• זמינות של גז ואבק. חלק מהגלקסיות עשויות להיות בעלות שיעורי היווצרות כוכבים גבוהים מהרגיל, פשוט בגלל הנפחים הגבוהים של גז ואבק. עם זאת, בחלק מהגלקסיות הפרצות הכוכבים אין את הרזרבות המצדיקות מדוע יהיו להן שיעורים כה גבוהים של היווצרות כוכבים, כך שמיזוגים עשויים להיות לא ההסבר היחיד;
• שיעור היווצרות הכוכבים אינו עולה בקנה אחד עם גיל הגלקסיה. הנקודה העיקרית היא שהקצב הנוכחי של היווצרות הכוכבים לא יכול היה להיות קבוע מאז היווצרות הגלקסיה בהינתן גילה. לגלקסיה ישנה פשוט לא היה נשאר מספיק גז כדי להמשיך בפעילות לידות הכוכבים במשך מיליארדי שנים. בכמה גלקסיות פורצות כוכבים אסטרונומים רואים פרץ פתאומי של לידת הכוכבים, ולעתים קרובות ההסבר הוא מיזוג או מפגש מקרי עם גלקסיה אחרת.

אסטרונומים לפעמים גם משווים את קצב היווצרות הכוכבים בגלקסיה יחסית לתקופת הסיבוב שלה. אם, למשל, הגלקסיה ממצה את כל הגז הזמין שלה במהלך סיבוב אחד של הגלקסיה (בהינתן קצב היווצרות הכוכבים הגבוה), היא יכולה להיחשב כגלקסיה פורצת כוכבים. שביל החלב מסתובב אחת ל -220 מיליון שנה; חלק מהגלקסיות איטיות הרבה יותר, אחרות מהירות יותר.

שיטה אחרת המקובלת על מנת לבדוק אם גלקסיה היא פרץ כוכבים היא להשוות את קצב היווצרות הכוכבים מול גיל היקום. אם התעריף הנוכחי ימצה את כל הגז הזמין בפחות זמן מ- 13.7 מיליארד שנים, ייתכן שגלקסיה נתונה עשויה להיות במצב פרץ כוכבים.

פעילות פרץ כוכבים יכולה להתרחש בגלקסיות החל מ ספירלות ל חריגות. אסטרונומים החוקרים חפצים אלו מסווגים אותם לתת-סוגים המסייעים בתיאור גילם ומאפייניהם האחרים. סוגי גלקסיות Starburst כוללים:

• גלקסיות זאב-Rayet: המוגדר על ידי יחס הכוכבים הבהירים הנכנסים לסיווג Wolf-Rayet. לגלקסיות מסוג זה יש אזורים עם רוח כוכבים גבוהה, המונעים על ידי כוכבי וולף-רייאט. המפלצות הכוכבות הללו הן מאסיביות ומאירות להפליא ויש להן שיעורי אובדן המוני גבוהים מאוד. הרוחות שהם מייצרים יכולות להתנגש באזורי גז ולהניע היווצרות כוכבים מהירה.
• גלקסיות כחולות קומפקטיות: גלקסיות בעלות מסה נמוכה שנחשבו בעבר להיות גלקסיות צעירות, רק התחילו ליצור כוכבים. עם זאת, בדרך כלל הם מכילים אוכלוסיות של כוכבים ותיקים מאוד. זה בדרך כלל רמז טוב לכך שהגלקסיה עתיקה למדי. אסטרונומים חושדים כעת כי גלקסיות קומפקטיות כחולות הן למעשה תוצאה של מיזוגים בין גלקסיות בגילאים שונים. ברגע שהם מתנגשים, פעילות פרץ הכוכבים מתפשטת ומדליקה את הגלקסיות.
• גלקסיות אינפרא אדום זוהרות: גלקסיות עמומות ונסתרות שקשה ללמוד אותם מכיוון שיש בהן רמות אבק גבוהות העלולות לטשטש את התבוננות. בדרך כלל קרינה אינפרא - אדומה שמתגלה באמצעות טלסקופים משמש לחדירה לאבק. זה מספק רמזים להיווצרות כוכבים מוגברת. נמצא כי כמה מהאובייקטים הללו מכילים מרובים חורים שחורים סופר-מסיביים, אשר יכול לכבות את היווצרות הכוכבים. העלייה בלידת הכוכבים בגלקסיות מסוג זה צריכה להיות תוצאה של מיזוג גלקסי שהתקיים לאחרונה.

למרות שמיזוג הגלקסיות מצוין כגורם העיקרי ללידת הכוכבים בגלקסיות אלה, התהליכים המדויקים אינם מובנים היטב. באופן חלקי, זה נובע מהעובדה שגלקסיות פרצי הכוכבים מגיעות בצורות וגדלים רבים, כך שיש אולי יותר ממצב אחד שמוביל להגדלת היווצרות הכוכבים. עם זאת, כדי שגלקסיית פרץ הכוכבים תיווצר אפילו, חייבים להיות הרבה גז זמין בכדי לייצר את הכוכבים החדשים. כמו כן, משהו חייב להפריע לגז, כדי להתחיל בתהליך התמוטטות הכבידה שמוביל ליצירת חפצים חדשים. שתי הדרישות הללו הובילו את האסטרונומים לחשוד במיזוגי גלקסיה וגלי הלם כשני תהליכים שיכולים להוביל לגלקסיות פרצות כוכבים.

שתי אפשרויות נוספות לסיבה לגלקסיות התפרצות כוללות:

• גרעינים פעילים גלקטיים (AGN): כמעט כל הגלקסיות מכילות חור שחור סופר-מסיבי בליבתן. נראה כי גלקסיות מסוימות נמצאות במצב של פעילות גבוהה, שבהן המרכזית חור שחור מוציא כמויות אדירות של אנרגיה. ישנן עדויות רבות המראות כי נוכחותו של חור שחור כזה יכולה לדכא את פעילות היווצרות הכוכבים. עם זאת, במקרה של מה שנקרא גרעינים גלקטיים פעילים, הם יכולים גם, בתנאים הנכונים, לעורר היווצרות כוכבים מהירה כמו השבתת החומר בא הדיסק והפליטתו בסופו של דבר הרחק מהחור השחור יכולים ליצור גלי הלם שעלולים לעורר כוכב היווצרות.
• שיעורי סופרנובה גבוהים:סופרנובות הם אירועים אלימים. אם קצב הפיצוצים עולה בגלל נוכחותם של מספר גבוה מאוד של כוכבים מזדקנים באזור קומפקטי, גלי ההלם הנובעים מהם יכולים להתחיל בעלייה מהירה בהיווצרות הכוכבים. עם זאת, אירוע כזה שיתרחש התנאים יצטרכו להיות אידיאליים; יותר מאשר באפשרויות האחרות המפורטות כאן.

גלקסיות Starburst נותרות אזור פעיל לחקירה על ידי אסטרונומים. ככל שהם ימצאו יותר, כך המדענים יוכלו לתאר טוב יותר את התנאים בפועל המובילים להתפרצויות בהירות של היווצרות כוכבים המאכלסות את הגלקסיות הללו.

נערך ועודכן על ידי קרולין קולינס פיטרסן.