En ljus infraröd galax ( eng. Luminous infrared galaxy , LIRG ) är en galax med en ljusstyrka över 10 11 ljusstyrkor hos solen. Sådana galaxer är vanligare än starburst- galaxer , Seyfert-galaxer och kvasarer med jämförbar ljusstyrka. Infraröda galaxer producerar mer strålning i det infraröda än i andra våglängder.
Galaxer med ljusstyrka över 10 12 solens ljusstyrkor kallas ultraluminösa infraröda galaxer ( ULIRGs ) . Många ljusa infraröda galaxer visar tecken på interaktioner och förstörelse. Hastigheten för stjärnbildning kan nå 100 stjärnor per år, medan vår galax producerar i genomsnitt en stjärna per år.
Även ljusare galaxer kallas hyper-luminous infrared galaxer ( HLIRGs ) .
Galaxer av denna typ med högst ljusstyrka kallas extremt ljusa infraröda galaxer ( engelska extremt luminous infrared galaxies , ELIRGs ).
Infraröda galaxer uppträder som enstaka, gasrika spiralgalaxer vars infraröda strålning främst produceras av stjärnbildning. [1] Ljusstyrkan i vissa galaxer skapas dock huvudsakligen av den aktiva galaktiska kärnan (AGN). Sådana AGN:er är belägna i kompakta områden i galaxens centrum och har en ökad ljusstyrka. AGN-strålning observeras i radio-, infraröd-, synlig-, ultraviolett-, röntgen- och gammaområdena i spektrumet. Liknande galaxer upptäcktes 1983 under observationer av IRAS- teleskopet . I vissa fall kan ljusstyrkan hos ljusa infraröda galaxer bero på närvaron av både aktiv stjärnbildning och AGN. [2]
Ljusa infraröda galaxer utstrålar det mesta av sin energi i den infraröda delen av spektrumet, som inte är synlig för blotta ögat. Den totala utstrålade energin är jämförbar med energin från kvasarer, som tidigare ansågs vara de mest högenergiobjekt i universum. [3]
Anledningen till att det är mycket svårt att upptäcka strålning i den synliga delen av spektrumet från sådana galaxer är att de är rika på gas, som absorberar strålning i den synliga delen av spektrat och återutsänder den i det infraröda. En stor del av ljusa infraröda galaxer har ett aktivt svart hål i sin centrala region. Liknande galaxer finns i mer tätbefolkade områden i universum jämfört med vanliga galaxer.
Det är troligt att ljusa infraröda galaxer kan bli ultraluminösa med tiden. Att modellera denna övergång är fortfarande svårt. Forskning visar att ultraluminösa infraröda galaxer är mer benägna att innehålla aktiva kärnor än ljusa infraröda galaxer. [5]
Enligt en studie är en ultraluminös infraröd galax bara ett av de evolutionära stadierna i en galaxsammanslagning . Två eller flera spiralgalaxer smälter samman och bildar möjligen en ljus infraröd galax. I ett senare skede av sammanslagningen sker en övergång till en ultraljus infraröd galax. Det blir sedan en kvasar som så småningom blir en elliptisk galax . [3] Bekräftelse på detta scenario är det faktum att stjärnorna i elliptiska galaxer är äldre än i de tidigare stadierna av scenariot.
Extremt ljusstark infraröd galax WISE J224607.57-052635.0 med en ljusstyrka på 349×10 12 solljusstyrkor, från och med maj 2015 var galaxen med högst ljusstyrka bland alla kända galaxer. Detta objekt tillhör en ny klass av galaxer som upptäckts av WISE - extremt ljusstarka infraröda galaxer.
Strålningen från WISE J224607.57-052635.0 färdades 12,5 miljarder år före oss.
Det finns tre anledningar till varför svarta hål i extremt ljusstarka infraröda galaxer kan vara extremt massiva. För det första kan de ursprungliga svarta hålen vara större än man tidigare trott var möjligt. För det andra kan Eddingtons ljusstyrkagräns överskridas . När gas faller ner i ett svart hål och värms upp avges strålning. Strålningstrycket pressar gasen utåt, vilket begränsar hastigheten med vilken gasen absorberas av det svarta hålet. Om Eddington-gränsen övervinns, kan det svarta hålet teoretiskt växa i storlek relativt snabbt. Svarta hål har redan observerats som har brutit mot denna gräns. För det tredje, om det svarta hålet inte roterar särskilt snabbt, kan det absorbera materia i en snabbare takt.
Mer än 20 extremt ljusstarka infraröda galaxer har hittills upptäckts. [6] [7]
IRAS-teleskopet skapade den första undersökningen av himlen i det avlägsna infraröda området 1983. Undersökningen fann tiotusentals galaxer, av vilka många inte hade hittats i tidigare undersökningar. Enligt IRAS kunde forskare bestämma ljusstyrkan hos de observerade objekten. Under uppdraget, som varade i 10 månader, upptäcktes cirka 250 000 infraröda källor.
The Great Observatories All-sky LIRG Survey (GOALS) är en flervågsundersökning av ljusa infraröda galaxer [8] som inkluderar observationer från de stora observatorierna och andra rymd- och markbaserade teleskop. För de 200 ljusaste infraröda galaxerna i den närmaste delen av universum erhölls observationer med Spitzer- , Hubble- , Chandra- och Galex- teleskopen . [9] Omkring 180 ljusa och 20 ultraluminösa infraröda galaxer har identifierats. De studerade galaxerna inkluderar exempel på alla typer av galaktiska kärnor (två typer av aktiva galaktiska kärnor, LINER , starburst-regioner) och olika stadier av interaktion (stora och små sammanslagningar, isolerade galaxer).
Några exempel på ljusa infraröda galaxer.
| Galaxy | Sorts | Ljusstyrka | Konstellation | RA | DEC | Anteckningar | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| WISE J224607.57-052635.0 | ELIRG | 22h 46m 07.57s _ _ _ | −05° 26′ 35,0″ | Upptäcktes 2015, från och med maj 2015 var det den ljusaste kända galaxen | [tio] | ||
| II Zw 96 | LIRG | ett par galaxer som håller på att smälta samman | |||||
| NGC 6240 | ULIRG | Ophiuchus | nära infraröd galax studeras i detalj | ||||
| Arp 220 | ULIRG | närmaste ultraluminösa infraröda galaxen, sammanslagning av två galaxer fortsätter |
WISE J224607.57-052635.0 som avbildats av en konstnär. [11] [12]
Galaxy Sydamerika [13]
2MASX J05210136-2521450 . [fjorton]
Ultraljus infraröd galax IRAS 19297-0406
Ljusstark infraröd galax MCG-03-04-014 [16]
| galaxer | |
|---|---|
| Typer |
|
| Strukturera | |
| Aktiva kärnor | |
| Samspel | |
| Fenomen och processer | |
| Listor | |