Należący do NASA Teleskop Rentgenowski Chandra dostarczył najlepszych zdjęć zlewania się dwóch galaktyk tego samego typu co Droga Mleczna. Ponieważ każda istniejąca obecnie galaktyka mogła doświadczyć na pewnym etapie swojego życia kolizji, badanie tego zjawiska może dostarczyć wielu informacji o procesie powstawania dzisiejszego Wszechświata.
Astronomowie uważają, że proces zlewania się galaktyk znanych jako Arp 220 zapoczątkował powstanie wielu młodych gwiazd i wywołał falę uderzeniową, która zaburzyła przestrzeń międzygwiezdną. W środku powstałej w wyniku zderzenia galaktyki może uformować się supermasywna czarna dziura. Dane uzyskane przez Chandrę wskazują, że proces kolizji rozpoczął się 10 milionów lat temu, to jest tuż przed chwilą, w astronomicznej skali czasu.
„To, co zobaczyliśmy przy pomocy teleskopu Chandra pokazuje, że gdy dwie galaktyki wpadają na siebie z pełną szybkością, powstaje duży bałagan” – mówi David Clements z Imperial College w Londynie. – „Wydarzenie to wpływa na wszystko, od formowania się masywnych czarnych dziur, po rozkład ciężkich pierwiastków we Wszechświecie„.
Arp 220 znajduje się w odległości zaledwie 250 milionów lat świetlnych od Ziemi i jest najbliższą znaną nam „ultrajasną” galaktyką, wyzwalającą bilion razy więcej energii niż Słońce. Może służyć za prototyp warunków panujących we wczesnym Wszechświecie, kiedy supermasywne czarne dziury i masywne galaktyki tworzyły się często w wyniku licznych kolizji galaktyk.
Na zdjęciach dostarczonych przez Chandrę widoczny jest jasny region w przewężeniu chmury gazu rozgrzanego do milionów stopni. Gaz ten porusza się z prędkością sięgającą milionów kilometrów na godzinę, tworząc „superwiatr” powstały prawdopodobnie w wyniku eksplozji towarzyszących powstawianiu milionów nowych gwiazd.
Dalej, w odległości 75000 lat świetlnych od centrum, widoczne są wielkie łuki gorącego gazu, które mogą być pozostałościami materii wyrzuconej w przestrzeń międzygwiezdną na wczesnym etapie kolizji. Nie jest pewne, czy materia ta opadnie z powrotem na Arp 220, czy będzie kontynuować swoją podróż w Kosmos.
Szczególnie ważnych informacji dostarcza naukowcom obserwacja centrum Arp 220. W rejonie tym, w miejscu gdzie było jądro jednej z łączących się galaktyk, odkryli oni źródło promieniowania X. Słabsze źródło promieniowania X odkryto też na miejscu jądra drugiej galaktyki. Promieniowanie tych punktowych źródeł jest za silne jak na promieniowanie zwyczajnych czarnych dziur i pozwala przypuszczać, że są to supermasywne czarne dziury, które powstały w miejscu jąder galaktyk.
Jednak źródła te są nadal stosunkowo słabe w porównaniu z promieniowaniem całej galaktyki Arp 220 (100 razy przewyższającym promieniowanie Drogi Mlecznej). Wskazuje to, że swoją jasność Arp 220 zawdzięcza głównie procesowi gwałtownego formowania się nowych gwiazd.
Jednak za kilkaset milionów lat te proporcje mogą się zmienić. Masywne czarne dziury mogą połączyć się w jedną. Na powstałą w ten sposób supermasywną czarną dziurę będzie spadać tyle materii, że jej promieniowanie przewyższy to pochodzące od młodych gwiazd.
„Niezwykła koncentracja źródeł promieniowania X w centrum Arp 220 wskazuje, że możemy obserwować wczesne stadium powstawania supermasywnej czarnej dziury i powstawanie aktywnego jądra galaktyki” – mówi Jonathan McDowell z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. W badaniach Arp 220 wzięli udział naukowcy z Stanów Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii i Hiszpanii.
