Las galaxias infrarrojas luminosas o LIRG son galaxias con luminosidades , la medida del brillo, por encima de 10 11 L ☉ . También se les conoce como galaxias submilimétricas (SMG) a través de su método normal de detección. Los LIRG son más abundantes que las galaxias con destellos , las galaxias Seyfert y los objetos cuasi estelares con una luminosidad comparable. Las galaxias infrarrojas emiten más energía en el infrarrojo que en todas las demás longitudes de onda combinadas. La luminosidad de un LIRG es 100 mil millones de veces mayor que la de nuestro sol.
Las galaxias con luminosidades superiores a 10 12 L ☉ son galaxias infrarrojas ultraluminosas (ULIRG). Las galaxias que superan los 10 13 L ☉ se caracterizan como galaxias infrarrojas hiper-luminosas (HyLIRG). Las que superan los 10 14 L ☉ son galaxias infrarrojas extremadamente luminosas (ELIRG). Muchos de los LIRG y ULIRG están mostrando interacciones e interrupciones. Muchos de estos tipos de galaxias generan alrededor de 100 nuevas estrellas al año en comparación con las nuestras, que generan una al año; esto ayuda a crear un alto nivel de luminosidad.
Descubrimiento y características
Las galaxias infrarrojas parecen ser espirales individuales ricas en gas cuya luminosidad infrarroja se crea en gran parte por la formación de estrellas dentro de ellas. [1] Este tipo de galaxias se descubrieron en 1983 con IRAS . [2] El exceso de luminosidad infrarroja de un LIRG también puede provenir de la presencia de un núcleo galáctico activo (AGN) que reside en el centro. [3] [4]
Estas galaxias emiten más energía en la porción infrarroja del espectro, no visible a simple vista. La energía emitida por los LIRG es comparable a la de un quásar (un tipo de AGN), que anteriormente se conocía como el objeto más energético del universo. [5]
Los LIRG son más brillantes en el infrarrojo que en el espectro óptico porque la luz visible es absorbida por las grandes cantidades de gas y polvo, y el polvo vuelve a emitir energía térmica en el espectro infrarrojo.
Se sabe que los LIRG viven en partes más densas del universo que los no LIRG.
ULIRG
Los LIRG también son capaces de convertirse en galaxias infrarrojas ultra luminosas (ULIRG), pero no existe un calendario perfecto porque no todos los LIRG se convierten en ULIRG, la mecánica newtoniana se utiliza en los cálculos y porque las restricciones no son del todo aproximadas. Los estudios han demostrado que es más probable que los ULIRG contengan un AGN que los LIRG [7]
Según un estudio, un ULIRG es solo parte de un escenario evolutivo de fusión de galaxias . En esencia, dos o más galaxias espirales , galaxias que consisten en un disco giratorio plano que contiene estrellas , gas y polvo y una concentración central de estrellas conocida como bulbo , se fusionan para formar una fusión en etapa temprana. En este caso, una fusión en etapa temprana también puede identificarse como LIRG. Después de eso, se convierte en una fusión en etapa tardía, que es una ULIRG. Luego se convierte en un quásar y en la etapa final de la evolución se convierte en una galaxia elíptica . [5] Esto se puede evidenciar por el hecho de que las estrellas son mucho más antiguas en las galaxias elípticas que las que se encuentran en las primeras etapas de la evolución.
HyLIRG
Las galaxias infrarrojas hiper luminosas (HyLIRG), también conocidas como HiLIRG y HLIRG, se consideran algunos de los objetos persistentes más luminosos del Universo, que exhiben tasas de formación de estrellas extremadamente altas , y la mayoría de las cuales se sabe que albergan núcleos galácticos activos ( AGN). Se definen como galaxias con luminosidades superiores a 10 13 L ⊙ , [8] a diferencia de la población menos luminosa de ULIRG (L = 10 12 - 10 13 L ⊙ ). Los HLIRG se identificaron por primera vez mediante observaciones de seguimiento de la misión IRAS . [9] [10]
IRAS F10214 + 4724, un HyLIRG con lente gravitacional de una galaxia elíptica en primer plano , [11] fue considerado uno de los objetos más luminosos del Universo con una luminosidad intrínseca de ~ 2 × 10 13 L ⊙ . [12] Se cree que la luminosidad bolométrica de este HLIRG probablemente se amplifique en un factor de ~ 30 como resultado de la lente gravitacional.
Se encuentra que la mayoría (~ 80%) del espectro del infrarrojo medio de estos objetos está dominado por la emisión de AGN. Sin embargo, se sabe que la actividad de Starburst (SB) es significativa en todas las fuentes conocidas con una contribución media de SB de ~ 30%. [13] Se ha demostrado que las tasas de formación de estrellas en los HLIRG alcanzan ~ 3 × 10 2 - 3 × 10 3 M ⊙ año −1 . [14]
ELIRG
La galaxia infrarroja extremadamente luminosa WISE J224607.57-052635.0 , con una luminosidad de 300 billones de soles, fue descubierta por el Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) de la NASA, y en mayo de 2015 es la galaxia más luminosa encontrada. La galaxia pertenece a una nueva clase de objetos descubiertos por WISE, galaxias infrarrojas extremadamente luminosas o ELIRG.
La luz de la galaxia WISE J224607.57-052635.0 ha viajado 12.5 mil millones de años. El agujero negro en su centro tenía miles de millones de veces la masa de nuestro sol cuando el universo tenía una décima parte (1.300 millones de años) de su edad actual de 13.800 millones de años.
Hay tres razones por las que los agujeros negros en los ELIRG podrían ser masivos. Primero, los agujeros negros embrionarios podrían ser más grandes de lo que se creía posible. En segundo lugar, se superó el límite de Eddington . Cuando un agujero negro se alimenta, el gas entra y se calienta, emitiendo luz. La presión de la luz emitida fuerza al gas hacia afuera, creando un límite a la rapidez con la que el agujero negro puede absorber materia de manera continua. Si un agujero negro rompiera este límite, teóricamente podría aumentar de tamaño a un ritmo rápido. Se ha observado previamente que los agujeros negros superan este límite; el agujero negro en el estudio habría tenido que romper repetidamente el límite para crecer así de grande. En tercer lugar, los agujeros negros podrían simplemente estar doblando este límite, absorbiendo gas más rápido de lo que se pensaba posible, si el agujero negro no gira rápidamente. Si un agujero negro gira lentamente, no repelerá tanto su absorción de gas. Un agujero negro de giro lento puede absorber más materia que un agujero negro de giro rápido. Los enormes agujeros negros de los ELIRG podrían absorber materia durante más tiempo.
Se han descubierto veinte nuevos ELIRG, incluida la galaxia más luminosa encontrada hasta la fecha. Estas galaxias no se encontraron antes debido a su distancia y porque el polvo convierte su luz visible en luz infrarroja. [15] [16] Se ha observado que uno tiene tres áreas de formación de estrellas. [17]
Observaciones
IRAS
El satélite astronómico infrarrojo (IRAS) fue el primer estudio de todo el cielo que utilizó longitudes de onda del infrarrojo lejano, en 1983. En ese estudio, se detectaron decenas de miles de galaxias, muchas de las cuales no se habrían registrado en estudios anteriores. Ahora está claro que la razón por la que ha aumentado el número de detecciones es que la mayoría de los LIRG del universo emitieron la mayor parte de su energía en el infrarrojo lejano . Usando el IRAS, los científicos pudieron determinar la luminosidad de los objetos galácticos descubiertos. El telescopio fue un proyecto conjunto de los Estados Unidos ( NASA ), los Países Bajos (NIVR) y el Reino Unido (SERC) . Se observaron más de 250.000 fuentes de infrarrojos durante esta misión de 10 meses.
METAS
El estudio LIRG de los Grandes Observatorios de todo el cielo (GOALS) es un estudio de múltiples longitudes de onda de galaxias infrarrojas luminosas, [18] que incorpora observaciones con los Grandes Observatorios de la NASA y otros telescopios terrestres y espaciales. Utilizando información de las observaciones de Spitzer , Hubble , Chandra y Galex de la NASA en un estudio de más de 200 de las galaxias seleccionadas por infrarrojos más luminosas del universo local. [19] Se identificaron aproximadamente 180 LIRG junto con más de 20 ULIRG. Los LIRG y ULIRG apuntados en GOALS abarcan la gama completa de tipos espectrales nucleares (Núcleos Galácticos Activos de tipo 1 y tipo 2, LINERS y estallidos estelares ) y etapas de interacción (fusiones mayores, fusiones menores y galaxias aisladas).
Lista
Algunos ejemplos de LIRG, ULIRG, HLIRG, ELIRG extremadamente notables
Galaxia | Tipo | Luminosidad | Constelación | REAL ACADEMIA DE BELLAS ARTES | DIC | Notas | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
WISE J224607.57-052635.0 | ELIRG | 22 h 46 m 07.57 s | −05 ° 26 ′ 35,0 ″ | Descubierta en 2015, la galaxia más luminosa conocida, a partir de 2015 | [20] | ||
II Zw 96 | LIRG | un objeto donde un par de galaxias se fusionan | |||||
NGC 6240 | ULIRG | Ofiuco | una galaxia infrarroja cercana bien estudiada | ||||
Arp 220 | ULIRG | el ULIRG más cercano, está en proceso de fusionar dos galaxias. | |||||
FSC15307 + 3253 | ULIRG |
Galería de imágenes
WISE J224607.57-052635.0 es la galaxia más luminosa del universo. (impresión del artista). [21] [22]
Galaxia de América del Sur tomada por el Telescopio Espacial Hubble [23]
2MASX J05210136-2521450 . [24]
Galaxia infrarroja luminosa NGC 5010 . [25]
Galaxia infrarroja ultraluminosa IRAS 19297-0406
Galaxia infrarroja luminosa MCG-03-04-014 [26]
Referencias
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enlaces externos
- Galaxias extremas cercanas vinculadas a raíces humildes (SpaceDaily) Jun 07, 2006
- Cómo hornear una galaxia (SpaceDaily) Jun 19, 2006
- Encuesta LIRG de todo el cielo del Gran Observatorio