Flugeldavetrarbrautin, NGC 6946: Hvað gerir þessa vetrarbraut svo sérstaka?

NASA gaf nýlega út stórkostlega bjarta mynd af flugeldinum Galaxy NGC 6946 tekin áðan af Hubble pláss sjónauki ⁽¹⁾  

A Galaxy er kerfi af stjörnur, leifar stjarna, lofttegunda milli stjarna, ryks og hulduefnis sem eru bundin saman af þyngdarafli. Samkvæmt áætlun eru um 200 milljarðar vetrarbrauta í sýnilegu alheimurinn ⁽²⁾. Sólkerfið ásamt sólinni er hluti af Galaxy heitir Vetrarbrautin sem er heimili okkar Galaxy.  

NGC 6946 (NGC stendur fyrir New General Catalog sem er algeng leið til að merkja stjarnfræðileg fyrirbæri) er ein af vetrarbrautunum sem eru staðsettar í fjarlægð 7.72 Mpc {1 Mpc eða Megaparsecs jafnt og milljón parsecs; í stjörnufræði er æskileg fjarlægðareining parsec (pc). 1 parsec er fjarlægðin þar sem 1 stjarnfræðileg eining nær yfir horn sem er 1 sekúndu af boga, þ.e. 1/3600 úr gráðu; 1 stk jafngildir 3.26 ljósárum} eða 25.2 milljón ljósárum í stjörnumerkinu Cepheus.

The Galaxy, NGC 6946 hefur einstaklega mikla stjörnumyndun og er því flokkuð sem a gylltu Galaxy. Þessi tegund vetrarbrauta einkennist af miklum stjörnumyndunarhraða á bilinu 10 – 100 M_☉/ár sem eru mun hærri en í venjulegum vetrarbrautum, til dæmis í heimavetrarbrautinni okkar Vetrarbrautinni, er stjörnumyndunarhraði um 1 – 5 M_☉/ ár ⁽³⁾ (M_☉ er sólmassi, staðalmassaeining í stjörnufræði, 1 M_☉ er jafnt og um það bil 2×10³⁰ kg.).   

Á okkar tímakvarða, stjörnur virðast vera óbreytanleg en á tímakvarða milljarða ára, stjörnur gangast undir lífshlaup, þau fæðast, eldast og deyja að lokum. Líf stjörnu hefst í þoku (skýi af ryki, vetni, helíum og öðrum jónuðum lofttegundum) þegar þyngdarfall risastórs skýs myndar frumstjörnu. Þetta heldur áfram að vaxa enn frekar með uppsöfnun gass og ryks þar til það nær lokamassa sínum. Endanlegur massi stjörnunnar ákvarðar líftíma hennar (minni massi, lengri líftími) sem og hvað verður um stjörnuna á líftíma hennar.  

Allt stjörnur fá orku sína úr kjarnasamruna. Kjarnorkueldsneytið sem brennur í kjarnanum skapar sterkan þrýsting út á við vegna hás kjarnahita. Þetta jafnar þyngdarkraftinn inn á við. Jafnvægið raskast þegar eldsneytið í kjarnanum klárast. Hiti lækkar, ytri þrýstingur minnkar. Fyrir vikið verður þyngdarkraftur þrýstikraftsins ríkjandi og neyðir kjarnann til að dragast saman og hrynja. Hvað stjarna endar að lokum sem eftir hrun fer eftir massa stjörnunnar.   

Þegar um er að ræða risastórar stjörnur, þegar kjarninn hrynur á skömmum tíma myndar hann gífurlegar höggbylgjur. Öfluga og lýsandi sprengingin er kölluð sprengistjarna. Þessi skammvinn stjarnfræðilegi atburður á sér stað á síðasta þróunarstigi ofurstórstjörnu. The Galaxy NGC 6946 er kallað Flugelda Galaxy vegna þess að það hefur upplifað 10 sprengistjörnur á síðustu öld einni saman. Til samanburðar er Vetrarbrautin aðeins ein til tvær sprengistjörnur á öld að meðaltali. Því er búist við miklum fjölda sprengistjarnaleifa í NGC 6946 vetrarbrautinni. Heildarfjöldi sprengistjarnaleifa sem greindust í NGC 6946 er um 225 ^(4,5). Fyrir stjörnur sem eru meira en 10 sinnum massameiri en sólin myndu leifarnar vera svarthol, þéttustu hlutir í alheimurinn.  

Hinn hái stjörnumyndunarhraði (stjörnusprunga), há tíðni sprengistjörnuatburða (flugelda), þyrilbyggingu og það að vera staðsett beint á móti okkur setur þetta Galaxy í sundur sem gefur tilefni til stórbrotins útlits á myndunum sem teknar eru af Hubble sjónauka. 

*** 

Heimildir  

1. NASA 2021. Hubble skoðar töfrandi „flugeldavetrarbraut“. Sent 08. janúar 2021. Aðgengilegt á netinu á https://www.nasa.gov/image-feature/goddard/2021/hubble-views-a-dazzling-fireworks-galaxy/  Skoðað 10. janúar 2021.  

2. NASA 2015. Hubble sýnir sjáanlegan alheim sem inniheldur 10 sinnum fleiri vetrarbrautir en áður var talið. Fæst á netinu á https://www.nasa.gov/feature/goddard/2016/hubble-reveals-observable-universe-contains-10-times-more-galaxies-than-previously-thought Skoðað 10. janúar 2021. 

3. Muxlow TWB., 2020. Starburst vetrarbrautir. 8th European VLBI Network Symposium, Pólland 26.-29. september, 2020. Í boði á https://arxiv.org/ftp/astro-ph/papers/0611/0611951.pdf Skoðað 10. janúar 2021. 

4. Long KS, Blair WP, o.fl. 2020. The Supernova Resnant Population of NGC 6946 sem sést í [Fe ii] 1.644 μm með HST*. The Astrophysical Journal, bindi 899, númer 1. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/aba2e9 

5. Radica MC, Welch DL og Rousseau-Nepton L., 2020. Leit að sprengistjörnuljósi bergmálar í NGC 6946 með SITELLE. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 497, Issue 3, September 2020, Pages 3297–3305, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/staa2006  

***