stringtranslate.com

Светящаяся инфракрасная галактика

Светящиеся инфракрасные галактики или LIRG — это галактики со светимостью , мерой яркости, выше 10 11  L ☉ . Их также называют субмиллиметровыми галактиками (SMG) благодаря обычному методу обнаружения. LIRG более распространены, чем звездообразные галактики , сейфертовские галактики и квазизвездные объекты при сопоставимой светимости. [ нужна цитата ] Инфракрасные галактики излучают больше энергии в инфракрасном диапазоне , чем на всех других длинах волн вместе взятых. [ нужна цитация ] Светимость LIRG в 100 миллиардов раз больше, чем у Солнца .

Галактики со светимостью выше 10 12  L ☉ относятся к сверхярким инфракрасным галактикам (ULIRG). Галактики размером более 10 13  L ☉ характеризуются как сверхяркие инфракрасные галактики (HyLIRG). Те, которые превышают 10 14  L ☉, являются чрезвычайно яркими инфракрасными галактиками (ELIRG). Многие из LIRG и ULIRG демонстрируют взаимодействие и сбои. Многие из этих типов галактик порождают около 100 новых звезд в год по сравнению с Млечным Путем , который порождает одну звезду в год; это помогает создать высокий уровень яркости.

Открытие и характеристики

Инфракрасные галактики представляют собой одиночные богатые газом спирали, инфракрасное свечение которых создается главным образом за счет образования внутри них звезд . [1] Эти типы галактик были открыты в 1983 году с помощью IRAS . [2] Избыточная инфракрасная светимость LIRG также может быть связана с наличием активного галактического ядра (AGN), находящегося в центре. [3] [4]

Эти галактики излучают больше энергии в инфракрасной части спектра, невидимой невооруженным глазом. Энергия, выделяемая LIRG, сравнима с энергией квазара ( разновидность АЯГ), который ранее был известен как самый энергичный объект во Вселенной. [5]

LIRG ярче в инфракрасном, чем в оптическом спектре, потому что видимый свет поглощается большим количеством газа и пыли, а пыль повторно излучает тепловую энергию в инфракрасном спектре.

Известно, что LIRG существуют в более плотных частях Вселенной, чем не-LIRG.

УЛИРГ

IRAS 14348-1447 — сверхяркая инфракрасная галактика, расположенная на расстоянии более миллиарда световых лет от нас. [6]

LIRG также способны стать сверхяркими инфракрасными галактиками (ULIRG), но идеального графика не существует, поскольку не все LIRG превращаются в ULIRG, в расчетах используется ньютоновская механика , а ограничения не совсем приблизительны. Исследования показали, что ULIRG с большей вероятностью содержат AGN , чем LIRG [7].

Согласно одному исследованию, ULIRG является лишь частью сценария эволюционного слияния галактик . По сути, две или более спиральных галактик , галактик, которые состоят из плоского вращающегося диска, содержащего звезды , газ и пыль , а также центральной концентрации звезд, известной как балдж , сливаются, образуя раннюю стадию слияния. Слияние на ранней стадии в этом случае также можно определить как LIRG. После этого происходит слияние на поздней стадии, то есть ULIRG. Затем она становится квазаром и на заключительной стадии эволюции становится эллиптической галактикой . [5] Об этом может свидетельствовать тот факт, что звезды в эллиптических галактиках гораздо старше, чем те, что обнаружены на более ранних стадиях эволюции.

ХайЛИРГ

Сверхсветящиеся инфракрасные галактики (HyLIRG), также называемые HiLIRG и HLIRG, считаются одними из самых ярких постоянных объектов во Вселенной, демонстрируя чрезвычайно высокие темпы звездообразования и, как известно, большинство из которых содержат активные галактические ядра ( АГН). Их определяют как галактики со светимостью выше 10 13 L ⊙ [ 8] в отличие от менее яркой популяции ULIRG (L = 10 12 – 10 13 L ⊙ ). HLIRG были впервые идентифицированы в ходе последующих наблюдений миссии IRAS . [9] [10]

IRAS F10214+4724, HyLIRG, гравитационно линзированная эллиптической галактикой переднего плана , [11] считалась одним из самых ярких объектов во Вселенной, имеющим собственную светимость ~ 2 × 10 13 L ⊙ . [12] Считается, что болометрическая светимость этого HLIRG, вероятно, усиливается примерно в 30 раз в результате гравитационного линзирования.

Обнаружено, что в большей части (~ 80%) среднего инфракрасного спектра этих объектов преобладает излучение АЯГ. Однако известно, что звездообразная активность (SB) значительна во всех известных источниках со средним вкладом SB ~30%. [13] Показано, что скорость звездообразования в HLIRG достигает ~ 3×10 2 – 3×10 3 M ⊙ год −1 . [14]

ЭЛИРГ

Чрезвычайно светящаяся инфракрасная галактика WISE J224607.57-052635.0 со светимостью 300 триллионов солнц была обнаружена с помощью широкоугольного инфракрасного исследовательского центра НАСА (WISE) и по состоянию на май 2015 года является самой яркой из обнаруженных галактик . Галактика принадлежит к новому классу объектов, открытых WISE, чрезвычайно ярким инфракрасным галактикам или ELIRG.

Свет от галактики WISE J224607.57-052635.0 путешествовал 12,5 миллиардов лет. Черная дыра в ее центре была в миллиарды раз больше массы Солнца, когда возраст Вселенной составлял одну десятую часть (1,3 миллиарда лет) от ее нынешнего возраста в 13,8 миллиарда лет.

Есть три причины, по которым черные дыры в ELIRG могут быть массивными. Во-первых, эмбриональные черные дыры могут быть больше, чем предполагалось. Во-вторых, предел Эддингтона был превышен. Когда черная дыра питается, газ падает внутрь и нагревается, излучая свет. Давление излучаемого света выталкивает газ наружу, создавая ограничение на то, насколько быстро черная дыра может непрерывно поглощать материю. Если бы черная дыра преодолела этот предел, она теоретически могла бы быстро увеличиваться в размерах. Ранее наблюдалось, что черные дыры нарушают этот предел; черной дыре в исследовании пришлось бы неоднократно преодолевать предел, чтобы вырасти до таких размеров. В-третьих, черные дыры, возможно, просто нарушают этот предел, поглощая газ быстрее, чем предполагалось, если черная дыра не вращается быстро. Если черная дыра вращается медленно, она не будет так сильно отталкивать поглощаемый ею газ. Медленно вращающаяся черная дыра может поглотить больше материи, чем быстро вращающаяся черная дыра. Массивные черные дыры в ELIRG могут поглощать материю в течение более длительного времени.

Было обнаружено двадцать новых ELIRG, включая самую яркую галактику, обнаруженную на сегодняшний день. Эти галактики не были обнаружены ранее из-за их расстояния, а также из-за того, что пыль преобразует их видимый свет в инфракрасный свет. [15] [16] Было обнаружено три области звездообразования. [17]

Наблюдения

ИРАС

Инфракрасный астрономический спутник (IRAS) был первым обзором всего неба, в котором использовались длины волн дальнего инфракрасного диапазона, в 1983 году. В этом обзоре были обнаружены десятки тысяч галактик, многие из которых не были зарегистрированы в предыдущих обзорах. Теперь ясно, что причина увеличения числа обнаружений заключается в том, что большинство LIRG во Вселенной излучают большую часть своей энергии в дальнем инфракрасном диапазоне . С помощью IRAS ученые смогли определить светимость обнаруженных галактических объектов. Телескоп был совместным проектом США ( НАСА ) , Нидерландов (NIVR) и Великобритании (SERC) . За время этой 10-месячной миссии было обнаружено более 250 000 инфракрасных источников.

ЦЕЛИ

Обзор всего неба Великих обсерваторий LIRG (GOALS) — это многоволновое исследование светящихся инфракрасных галактик, [18] включающее наблюдения с помощью Великих обсерваторий НАСА и других наземных и космических телескопов. Используя информацию наблюдений НАСА «Спитцер », «Хаббл» , «Чандра » и «Галекс» в исследовании более 200 самых ярких инфракрасных выбранных галактик в локальной вселенной. [19] Было идентифицировано около 180 LIRG и более 20 ULIRG. LIRG и ULIRG, намеченные в GOALS, охватывают весь спектр ядерных спектральных типов (активные галактические ядра типа 1 и типа 2, LINERS и звездные вспышки) и стадий взаимодействия (крупные слияния, незначительные слияния и изолированные галактики).

Список

Некоторые примеры чрезвычайно известных LIRG, ULIRG, HLIRG, ELIRG

Галерея

Рекомендации

  1. ^ Д.Б. Сандерс; ИФ Мирабель (сентябрь 1996 г.). «Светящиеся инфракрасные галактики». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 34 : 749–792. Бибкод : 1996ARA&A..34..749S. doi :10.1146/annurev.astro.34.1.749.
  2. ^ Сойфер, Британская Колумбия; Роуэн-Робинсон, М.; Хоук, младший; де Йонг, Т.; Нойгебауэр, Г.; Ауманн, Х.Х.; Бейхман, Калифорния; Боггесс, Н. ; Клегг, ЧП (март 1984 г.). «Инфракрасные галактики в мини-обзоре IRAS» (PDF) . Астрофизический журнал . 278 : Л71. Бибкод : 1984ApJ...278L..71S. дои : 10.1086/184226. ISSN  0004-637X.
  3. ^ Б., Сандерс, Д.; С., Карталтепе Дж.; Дж., Кьюли Л.; Вивиан, Ю; Т., Юань; С., Эванс, А.; Л., Армус; М., Маццарелла Дж. (октябрь 2009 г.). «Светящиеся инфракрасные галактики и связь звездообразования с АЯГ». Связь Звездообразование-Агн . 408 : 3. Бибкод : 2009ASPC..408....3S.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  4. ^ де Грийп, MHK; Майли, ГК; Люб, Дж.; де Йонг, Т. (март 1985 г.). «Инфракрасные сейферты: новая популяция активных галактик?». Природа . 314 (6008): 240–242. Бибкод : 1985Natur.314..240D. дои : 10.1038/314240a0. ISSN  0028-0836. S2CID  121448953.
  5. ^ ab «Любопытная история светящихся инфракрасных галактик» . Проверено 24 октября 2013 г.
  6. ^ «Когда сталкиваются галактики». spacetelescope.org . ЕКА. 2 января 2017 г. potw1701a . Проверено 10 января 2017 г.
  7. ^ «Звездообразование, АЯГ и сверхяркие инфракрасные галактики» . Проверено 12 ноября 2013 г.
  8. ^ Сержант, Стивен; Фарра, Дункан; Гич, Джеймс; Такаги, Тошинобу; Верма, Апраджита; Кавиани, Али; Фокс, Мэтт (21 декабря 2003 г.). «Диаграмма Хаббла субмиллиметровых и сверхсветящихся галактик в K-диапазоне». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 346 (4): L51–L56. arXiv : astro-ph/0310661 . Бибкод : 2003MNRAS.346L..51S. дои : 10.1111/j.1365-2966.2003.07305.x. ISSN  0035-8711. S2CID  16044339.
  9. ^ Роуэн-Робинсон, М.; Бродхерст, Т.; Лоуренс, А.; МакМахон, Р.Г.; Лонсдейл, CJ; Оливер, С.Дж.; Тейлор, АН; Хакерство, ПБ; Конроу, Т. (1991). «Галактика IRAS с большим красным смещением и огромной светимостью - скрытый квазар или протогалактика?». Природа . 351 (6329): 719–721. Бибкод : 1991Natur.351..719R. дои : 10.1038/351719a0. S2CID  4333900.
  10. ^ Кляйнманн, СГ; Гамильтон, Дональд; Киль, туалет; Винн-Уильямс, CG; Илс, ЮАР; Беклин, Э.Э.; Кунц, К.Д. (1988). «Свойства и окружающая среда гигантской инфракрасно-светящейся галактики IRAS 09104 + 4109». Астрофизический журнал . 328 : 161. Бибкод : 1988ApJ...328..161K. дои : 10.1086/166276. hdl : 1887/6544 .
  11. ^ Бродхерст, Том; Легар, Джозеф (1995). «Решение гравитационной линзы для галактики IRAS FSC 10214 + 4724». Астрофизический журнал . 450 (2): L41–L44. arXiv : astro-ph/9505013 . Бибкод : 1995ApJ...450L..41B. дои : 10.1086/316774. S2CID  50462976.
  12. ^ Эйзенхардт, Питер Р.; Армус, Ли; Хогг, Дэвид В.; Сойфер, Британская Колумбия; Нойгебауэр, Г.; Вернер, Майкл В. (1 апреля 1996 г.). «Наблюдения космическим телескопом Хаббл светящегося источника IRAS FSC 10214 + 4724: гравитационно-линзированного инфракрасного квазара». Астрофизический журнал . 461 : 72. arXiv : astro-ph/9510093 . Бибкод : 1996ApJ...461...72E. дои : 10.1086/177038. ISSN  0004-637X. S2CID  15781541.
  13. ^ Руис, А.; Рисалити, Г.; Нардини, Э.; Панесса, Ф.; Каррера, Ф.Дж. (январь 2013 г.). «Анализ спектров Spitzer-IRS сверхярких инфракрасных галактик». Астрономия и астрофизика . 549 : А125. arXiv : 1210.3915 . Бибкод : 2013A&A...549A.125R. дои : 10.1051/0004-6361/201015257. ISSN  0004-6361. S2CID  54212380.
  14. ^ Роуэн-Робинсон, М. (2000). «Сверхсветящиеся инфракрасные галактики». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 316 (4): 885–900. arXiv : astro-ph/9912286 . Бибкод : 2000MNRAS.316..885R. дои : 10.1046/j.1365-8711.2000.03588.x.
  15. ↑ Карен Нортон (21 мая 2015 г.). «Космический корабль НАСА WISE обнаружил самую яркую галактику во Вселенной». НАСА.gov . Лаборатория реактивного движения НАСА. 15-095 . Проверено 25 мая 2015 г.
  16. ^ Цай, Чао-Вэй; Эйзенхардт, Питер; Ву, Цзинвэнь; Стерн, Дэниел; Ассеф, Роберто; Блейн, Эндрю; Бридж, Кэрри; Бенфорд, Доминик; Кутри, Рок (07 октября 2014 г.). «Самые яркие галактики, открытые WISE». Астрофизический журнал . 805 (2): 90. arXiv : 1410.1751 . Бибкод : 2015ApJ...805...90T. дои : 10.1088/0004-637X/805/2/90. S2CID  39280020.
  17. ↑ Дебора Берд (29 августа 2018 г.). «Астрономы составляют карту галактики со звездообразованием». EarthSky.org . ЗемляСкай Коммуникейшнс . Проверено 30 августа 2018 г.
  18. ^ Стирвальт, С.; Армус, Л.; Сурасе, JA; Инами, Х.; Петрич, АО; Диас-Сантос, Т.; Хаан, С.; Чармандарис, В.; Хауэлл, Дж.; Ким, округ Колумбия; Маршалл, Дж.; Маццарелла, Дж. М.; Ложка, HWW; Вейо, С.; Эванс, А.; Сандерс, Д.Б.; Эпплтон, П.; Ботун, Г.; Мост, ЧР; Чан, Б.; Фрайер, Д.; Ивасава, К.; Кьюли, Эл Джей; Лорд, С.; Мадор, БФ; Мельбурн, JE; Мерфи, Э.Дж.; Рич, Дж.А.; Шульц, Б.; и другие. (2013). «Свойства ближних светящихся инфракрасных галактик I в среднем инфракрасном диапазоне: IRS-спектры Спитцера для выборки GOALS». Серия дополнений к астрофизическому журналу . 206 (1): 1. arXiv : 1302.4477 . Бибкод : 2013ApJS..206....1S. дои : 10.1088/0067-0049/206/1/1. S2CID  6162900.
  19. ^ «ЦЕЛИ». Обзор LIRG всего неба Больших Обсерваторий . Калтех . Проверено 24 октября 2013 г.
  20. ^ «Обнаружена самая яркая галактика во Вселенной» . Наука Дейли . 21 мая 2015 г.
  21. ^ Персонал (21 мая 2015 г.). «Космический корабль WISE обнаружил самую яркую галактику во Вселенной». ФизОрг . Проверено 22 мая 2015 г.
  22. ^ Персонал (21 мая 2015 г.). «PIA19339: Пыльный «Восход» в ядре Галактики (концепция художника)». НАСА . Проверено 21 мая 2015 г.
  23. ^ «Очень яркий акробат». Фотография недели ЕКА/Хаббла . ЕКА. 10 июня 2013 г. potw1323a . Проверено 14 июня 2013 г.
  24. ^ «Повесть о галактических столкновениях». Фотография недели ЕКА/Хаббла . ЕКА. 6 мая 2013 г. potw1318a . Проверено 6 мая 2013 г.
  25. ^ «Галактика, красочно убывающая, еще не умерла» . Фотография недели ЕКА/Хаббла . ЕКА. 5 ноября 2012 г. potw1245a . Проверено 12 ноября 2012 г.
  26. ^ «Звездные вспышки против монстров». ЕКА/ХАББЛ . ЕКА. 17 февраля 2014 г. potw1407a . Проверено 12 марта 2014 г.

Внешние ссылки