Ein internationales Team von Astronomen hat die bisher beste Sicht auf zwei Galaxien erhalten, die kollidierten, als das Universum nur halb so alt war wie heute.
Das Team stützte sich stark auf weltraum- und bodengestützte Teleskope, darunter das Hubble-Weltraumteleskop, das Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA), das Keck Observatory und das Karl Jansky Very Large Array (VLA). Das größte Kapital war jedoch eine zufällige kosmische Ausrichtung.
„Während Astronomen häufig durch die Leistung ihrer Teleskope eingeschränkt sind, wird unsere Fähigkeit, Details zu sehen, in einigen Fällen durch natürliche Linsen, die vom Universum erzeugt werden, erheblich verbessert“, sagte der Hauptautor Hugo Messias von der Universidad de Concepción in Chile und dem Centro de Astronomia Die Astrofísica da Universidade de Lisboa in Portugal.
Eine solch seltene kosmische Ausrichtung spielt visuelle Streiche, bei denen die dazwischenliegende Linse (sei es eine Galaxie oder ein Galaxienhaufen) das entfernte Licht zu biegen und sogar zu vergrößern scheint. Dieser Effekt, Gravitationslinsen genannt, ermöglicht es Astronomen, Objekte zu untersuchen, die sonst nicht sichtbar wären, und lokale Galaxien direkt mit viel weiter entfernten Galaxien zu vergleichen, die gesehen wurden, als das Universum signifikant jünger war.
Das fragliche entfernte Objekt, H-ATLAS J142935.3-002836 genannt, wurde ursprünglich in der Herschel Astrophysical Terahertz Large Area Survey (H-ATLAS) entdeckt. Obwohl es in Bildern mit sichtbarem Licht sehr schwach ist, gehört es zu den hellsten Objekten mit Gravitationslinsen im Ferninfrarotbereich, die bisher gefunden wurden.
Die Hubble- und Keck-Bilder zeigen, dass die Vordergrundgalaxie eine Spiralgalaxie ist, die von der Kante aus gesehen wird. Obwohl die großen Staubwolken der Galaxie einen Teil des Hintergrundlichts verdecken, können sowohl ALMA als auch VLA den Himmel bei längeren Wellenlängen beobachten, die von Staub nicht beeinflusst werden.
Unter Verwendung der kombinierten Daten entdeckte das Team, dass das Hintergrundsystem tatsächlich eine andauernde Kollision zwischen zwei Galaxien war.
Zunächst bemerkte das Team, dass diese beiden Galaxien einem viel engeren System ähnelten: den Antennengalaxien, zwei Galaxien, die die letzten paar hundert Millionen Jahre in einer wirbelnden Umarmung verbracht haben, als sie zusammenwachsen. Die Ähnlichkeit deutete auf eine Kollision hin, aber ALMA - mit seiner hohen Empfindlichkeit und räumlichen Auflösung - konnte dies überprüfen.
ALMA hat die einzigartige Fähigkeit, die Emission von Kohlenmonoxid zu erfassen, im Gegensatz zu anderen Teleskopen, die möglicherweise nur die Absorption entlang der Sichtlinie untersuchen können. Dies ermöglichte es Astronomen, die Geschwindigkeit des Gases in dem weiter entfernten Objekt zu messen. Mit diesen Informationen konnten sie zeigen, dass die Linsengalaxie tatsächlich eine andauernde galaktische Kollision ist.
Solche Kollisionen fördern natürlich die Sternentstehung. Jedes Gas in den Galaxien wird Gegenwind spüren, so wie ein Läufer selbst am ruhigsten Tag einen Wind spürt, und wird genug komprimiert, um die Sternentstehung auszulösen. Sicher genug, ALMA zeigt, dass die beiden Galaxien jedes Jahr Hunderte neuer Sterne bilden.
"Mit ALMA konnten wir dieses Rätsel lösen, da es uns Informationen über die Geschwindigkeit des Gases in den Galaxien gibt, die es ermöglichen, die verschiedenen Komponenten zu entwirren und die klassische Signatur einer Galaxienfusion zu enthüllen", sagte der Wissenschaftsdirektor und Mitautor der ESO der neuen Studie, Rob Ivison. "Diese wunderschöne Studie fängt eine Galaxienfusion auf frischer Tat ein, da sie einen extremen Starburst auslöst."
Die Ergebnisse wurden in der Ausgabe vom 26. August von Astronomy & Astrophysics veröffentlicht und sind online verfügbar.
