Galáxia infravermelha luminosa - Luminous infrared galaxy

Galáxias infravermelhas luminosas ou LIRGs são galáxias com luminosidades , a medida de brilho, acima de 10 11   L ☉ . Eles também são chamados de galáxias submilimétricas (SMGs) por meio de seu método normal de detecção. LIRGs são mais abundantes do que galáxias starburst , galáxias Seyfert e objetos quase estelares em luminosidade comparável. Galáxias infravermelhas emitem mais energia no infravermelho do que em todos os outros comprimentos de onda combinados. A luminosidade de um LIRG é 100 bilhões de vezes a do nosso sol.

Galáxias com luminosidades acima de 10 12   L ☉ são galáxias infravermelhas ultraluminosas (ULIRGs). Galáxias que excedem 10 13   L ☉ são caracterizadas como galáxias infravermelhas hiperluminosas (HyLIRGs). Aqueles que excedem 10 14   L ☉ são galáxias infravermelhas extremamente luminosas (ELIRGs). Muitos dos LIRGs e ULIRGs estão mostrando interações e interrupções. Muitos desses tipos de galáxias geram cerca de 100 novas estrelas por ano em comparação com as nossas, que geram uma por ano; isso ajuda a criar um alto nível de luminosidade.

Descoberta e características

As galáxias infravermelhas parecem ser espirais ricas em gás, cuja luminosidade infravermelha é criada em grande parte pela formação de estrelas dentro delas. Esses tipos de galáxias foram descobertos em 1983 com o IRAS . O excesso de luminosidade infravermelha de um LIRG também pode vir da presença de um núcleo galáctico ativo (AGN) residindo no centro.

Essas galáxias emitem mais energia na porção infravermelha do espectro, invisível a olho nu. A energia emitida pelos LIRGs é comparável à de um quasar (um tipo de AGN), que anteriormente era conhecido como o objeto mais energético do universo.

Os LIRGs são mais brilhantes no infravermelho do que no espectro óptico porque a luz visível é absorvida por grandes quantidades de gás e poeira, e a poeira reemite energia térmica no espectro infravermelho.

LIRGs são conhecidos por viver em partes mais densas do universo do que os não-LIRGs.

ULIRG

IRAS 14348-1447 é uma galáxia infravermelha ultraluminosa, localizada a mais de um bilhão de anos-luz de distância.

Os LIRGs também são capazes de se tornar galáxias infravermelhas ultraluminosas (ULIRGs), mas não há um calendário perfeito porque nem todos os LIRGs se transformam em ULIRGs, a mecânica newtoniana é usada nos cálculos e porque as restrições não são muito aproximadas. Estudos têm mostrado que ULIRGs são mais propensos a conter um AGN do que LIRGs

De acordo com um estudo, um ULIRG é apenas parte de um cenário de fusão de galáxias evolucionárias . Em essência, duas ou mais galáxias espirais , galáxias que consistem em um disco rotativo plano contendo estrelas , gás e poeira e uma concentração central de estrelas conhecida como protuberância , se fundem para formar uma fusão de estágio inicial. Uma fusão em estágio inicial, neste caso, também pode ser identificada como um LIRG. Depois disso, torna-se uma fusão em estágio avançado, que é um ULIRG. Em seguida, torna-se um quasar e no estágio final da evolução torna-se uma galáxia elíptica . Isso pode ser evidenciado pelo fato de que as estrelas são muito mais antigas em galáxias elípticas do que aquelas encontradas nos primeiros estágios da evolução.

HyLIRG

Galáxias infravermelhas hiperluminosas (HyLIRG), também conhecidas como HiLIRGs e HLIRGs, são consideradas alguns dos objetos persistentes mais luminosos do Universo, exibindo taxas de formação de estrelas extremamente altas , e a maioria das quais são conhecidas por abrigar Núcleos Galácticos Ativos ( AGN). Elas são definidas como galáxias com luminosidades acima de 10 13 L ⊙ , distintas da população menos luminosa de ULIRGs (L = 10 12 - 10 13 L ⊙ ). Os HLIRGs foram identificados pela primeira vez por meio de observações de acompanhamento da missão IRAS .

IRAS F10214 + 4724, um HyLIRG sendo filmado gravitacionalmente por uma galáxia elíptica em primeiro plano , foi considerado um dos objetos mais luminosos do Universo, tendo uma luminosidade intrínseca de ~ 2 × 10 13 L ⊙ . Acredita-se que a luminosidade bolométrica deste HLIRG é provavelmente amplificada por um fator de ~ 30 como resultado das lentes gravitacionais.

A maioria (~ 80%) do espectro infravermelho médio desses objetos é dominada pela emissão de AGN. No entanto, a atividade starburst (SB) é conhecida por ser significativa em todas as fontes conhecidas, com uma contribuição média de SB de ~ 30%. Foi demonstrado que as taxas de formação de estrelas em HLIRGs atingem ~ 3 × 10 2 - 3 × 10 3 M ⊙ ano −1 .

ELIRG

A Galáxia Infravermelha Extremamente Luminosa WISE J224607.57-052635.0 , com uma luminosidade de 300 trilhões de sóis foi descoberta pelo Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) da NASA, e em maio de 2015 é a galáxia mais luminosa encontrada. A galáxia pertence a uma nova classe de objetos descobertos pelo WISE, galáxias infravermelhas extremamente luminosas, ou ELIRGs.

A luz da galáxia WISE J224607.57-052635.0 viajou 12,5 bilhões de anos. O buraco negro em seu centro tinha bilhões de vezes a massa do nosso Sol quando o universo tinha um décimo (1,3 bilhão de anos) de sua idade atual de 13,8 bilhões de anos.

Existem três razões pelas quais os buracos negros nos ELIRGs podem ser enormes. Primeiro, os buracos negros embrionários podem ser maiores do que se pensava ser possível. Em segundo lugar, o limite de Eddington foi excedido. Quando um buraco negro se alimenta, o gás cai e se aquece, emitindo luz. A pressão da luz emitida força o gás para fora, criando um limite para a rapidez com que o buraco negro pode absorver matéria continuamente. Se um buraco negro ultrapassasse esse limite, teoricamente poderia aumentar de tamanho em um ritmo rápido. Buracos negros já foram observados quebrando esse limite; o buraco negro no estudo teria que quebrar repetidamente o limite para crescer tanto. Terceiro, os buracos negros podem estar apenas dobrando esse limite, absorvendo gás mais rápido do que se pensava possível, se o buraco negro não estiver girando rápido. Se um buraco negro girar lentamente, ele não repelirá tanto sua absorção de gás. Um buraco negro de giro lento pode absorver mais matéria do que um buraco negro de giro rápido. Os enormes buracos negros nos ELIRGs podem estar absorvendo matéria por mais tempo.

Vinte novos ELIRGs, incluindo a galáxia mais luminosa encontrada até hoje, foram descobertos. Essas galáxias não foram encontradas antes por causa de sua distância e porque a poeira converte sua luz visível em luz infravermelha. Foi observado que um deles tem três áreas de formação de estrelas.

Observações

IRAS

O Satélite Astronômico Infravermelho (IRAS) foi o primeiro levantamento de todo o céu que usou comprimentos de onda do infravermelho distante, em 1983. Nesse levantamento, dezenas de milhares de galáxias foram detectadas, muitas das quais não teriam sido registradas em levantamentos anteriores. Agora está claro que a razão pela qual o número de detecções aumentou é que a maioria dos LIRGs no universo emitiu a maior parte de sua energia no infravermelho distante . Usando o IRAS, os cientistas foram capazes de determinar a luminosidade dos objetos galácticos descobertos. O telescópio foi um projeto conjunto dos Estados Unidos ( NASA ), Holanda (NIVR) e Reino Unido (SERC) . Mais de 250.000 fontes infravermelhas foram observadas durante esta missão de 10 meses.

METAS

The Great Observatories All-sky LIRG Survey (GOALS) é um estudo de vários comprimentos de onda de galáxias infravermelhas luminosas, incorporando observações com os Grandes Observatórios da NASA e outros telescópios terrestres e espaciais. Usando informações das observações do Spitzer , Hubble , Chandra e Galex da NASA em um estudo com mais de 200 das galáxias selecionadas infravermelhas mais luminosas do universo local. Aproximadamente 180 LIRGs foram identificados junto com mais de 20 ULIRGs. Os LIRGs e ULIRGs almejados em GOALS abrangem toda a gama de tipos espectrais nucleares (Núcleos Galácticos Ativos tipo 1 e tipo 2, LINERS e starbursts) e estágios de interação (grandes fusões, pequenas fusões e galáxias isoladas).

Lista

Alguns exemplos de LIRGs, ULIRGs, HLIRGs, ELIRGs extremamente notáveis

Galáxia Modelo Luminosidade constelação RA DEZ Notas
WISE J224607.57-052635.0 ELIRG 22 h 46 m 07,57 s −05 ° 26 ′ 35,0 ″ Descoberta em 2015, a galáxia mais luminosa conhecida, a partir de 2015
II Zw 96 LIRG um objeto onde um par de galáxias estão se fundindo
NGC 6240 ULIRG Ophiuchus uma galáxia infravermelha próxima bem estudada
Arp 220 ULIRG o ULIRG mais próximo, está em processo de fusão de duas galáxias.
FSC15307 + 3253 ULIRG

Galeria de imagens

Referências

links externos