UGC 5101 è una galassia peculiare con un singolo nucleo contenuto all'interno di un corpo principale non strutturato che suggerisce una recente interazione e fusione. Si pensa che l'UGC 5101 contenga un nucleo galattico attivo, un nucleo compatto - sepolto in profondità nel gas e nella polvere. Una coda pronunciata si estende in diagonale in alto a destra del telaio. Un più debole alone di stelle circonda la galassia ed è visibile nell'immagine, grazie alla capacità di Hubble di raccogliere e rilevare la luce debole. Questo alone è probabilmente il risultato della precedente collisione. UGC 5101 si trova a circa 550 milioni di anni luce dalla Terra. Questa immagine fa parte di una vasta raccolta di 59 immagini di galassie in fusione scattate dal telescopio spaziale Hubble e rilasciate in occasione del suo 18° anniversario il 24 aprile 2008. CREDITI:NASA, ESA, la collaborazione Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble, e A. Evans (Università della Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)
Galassie infrarosse ultraluminose (ULIRG), alimentato dall'attività starburst e spesso con buchi neri supermassicci che accumulano materiale nei loro nuclei, contengono grandi riserve di gas molecolare. C'è da aspettarselo:il gas molecolare è la materia prima per le nuove stelle e inoltre la presenza della polvere calda luminosa infrarossa implica un'abbondanza di gas molecolare. Le collisioni di galassie spesso innescano attività di formazione stellare e le simulazioni rivelano che quando le due galassie si fondono il loro gas tende a cadere verso la regione nucleare dove si sviluppa in un disco con un raggio di circa 1500 anni luce. Si osserva che molte di queste galassie hanno forti esplosioni circumnucleari, apparentemente come risultato. Osservazioni del monossido di carbonio (CO) negli ULIRG, una specie molecolare abbondante ma a bassa densità, hanno infatti trovato prove di dischi circumnucleari nell'ampia gamma di velocità mostrate dal gas, caratteristica dei dischi rotanti. Però, gli astronomi sanno che la formazione stellare richiede la presenza di gas 10-100 volte più denso di quello tracciato dalla CO; non sono sicuri della distribuzione del materiale più denso, e anche il ruolo che il nucleo attivo potrebbe svolgere nella formazione del disco.
Il Large Millimeter Telescope Alfonso Serrano (LMT) recentemente completato è il più grande piatto unico del mondo, orientabile, telescopio a lunghezza d'onda submillimetrica (il suo diametro è di cinquanta metri), ed è un progetto binazionale tra il Messico e gli Stati Uniti. Le lunghezze d'onda submillimetriche sono ideali per studiare il freddo, gas molecolare denso in specie come HCN e CS. L'astronomo CfA Giovanni Fazio era un membro di un team che ha utilizzato l'LMT per studiare il gas molecolare denso nel disco circumnucleare nell'ULIRG UGC5101. Gli astronomi hanno osservato nove molecole e hanno scoperto che questi traccianti di gas densi mostravano anche ampi profili di velocità che si estendevano per circa 800 km/sec, il tutto con la caratteristica forma a doppio picco di vedere un toroide rotante leggermente di taglio.
Il grande telescopio millimetrico Alfonso Serrano (LMT), il più grande telescopio a lunghezza d'onda millimetrica orientabile a piatto singolo al mondo. Gli astronomi hanno utilizzato questa nuova struttura operativa per studiare il denso, gas molecolare che forma stelle in un toroide attorno alla regione nucleare della galassia ultraluminosa infrarossa UGC5101, e concludere che il gas è in moto kepleriano con il materiale più denso ai raggi più interni. Credito:Alfonso Serrano
Quando la rotazione di un disco è dominata dalle forze gravitazionali, il suo materiale si muove secondo le leggi di Keplero (le stesse leggi governano le orbite dei pianeti) con il materiale più interno che orbita più velocemente, l'opposto del comportamento per un disco rigido rotante. Gli scienziati concludono che il disco circumnucleare in UGC5101 segue il comportamento kepleriano, e poiché le diverse molecole tracciano materiale di densità leggermente diversa, possono utilizzare la velocità kepleriana di ciascuna specie per modellare la distribuzione della densità attraverso il disco, con le regioni interne a maggiore densità che si muovono più velocemente. Il nuovo risultato, uno dei primi per la nuova LMT, aiuta a modellare più in dettaglio la struttura dell'anello circumnucleare starburst, la sua evoluzione della fusione, e la sua interazione con il nucleo attivo.
