UGC 5101 est une galaxie particulière avec un seul noyau contenu dans un corps principal non structuré qui suggère une interaction et une fusion récentes. On pense que l'UGC 5101 contient un noyau galactique actif extrêmement brillant, noyau compact - enfoui profondément dans le gaz et la poussière. Une queue prononcée s'étend en diagonale jusqu'en haut à droite du cadre. Un halo d'étoiles plus faible entoure la galaxie et est visible sur l'image, en raison de la capacité de Hubble à collecter et à détecter une faible lumière. Ce halo est probablement le résultat de la collision précédente. UGC 5101 est à environ 550 millions d'années-lumière de la Terre. Cette image fait partie d'une grande collection de 59 images de fusion de galaxies prises par le télescope spatial Hubble et publiées à l'occasion de son 18e anniversaire le 24 avril 2008. CRÉDITS :NASA, ESA, la collaboration Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble, et A. Evans (Université de Virginie, Charlottesville/NRAO/Université Stony Brook)
Galaxies infrarouges ultralumineuses (ULIRG), alimenté par l'activité des étoiles et souvent avec des trous noirs supermassifs accrétant du matériel à leurs noyaux, contiennent de grands réservoirs de gaz moléculaire. C'est normal :le gaz moléculaire est la matière première des nouvelles étoiles et de plus la présence de la poussière chaude lumineuse infrarouge implique une abondance de gaz moléculaire. Les collisions de galaxies déclenchent souvent une activité de formation d'étoiles et les simulations révèlent que lorsque les deux galaxies fusionnent, leur gaz a tendance à tomber vers la région nucléaire où il se développe en un disque d'un rayon d'environ 1500 années-lumière. On observe que beaucoup de ces galaxies ont de fortes rafales d'étoiles circumnucléaires, apparemment en conséquence. Observations du gaz monoxyde de carbone (CO) dans les ULIRG, une espèce moléculaire abondante mais de faible densité, ont en effet trouvé des preuves de disques circumnucléaires dans la large gamme de vitesses affichées par le gaz, caractéristique des disques en rotation. Cependant, les astronomes savent que la formation des étoiles nécessite la présence de gaz 10 à 100 fois plus dense que celui tracé par le CO; ils ne sont pas sûrs de la répartition des matériaux plus denses, et aussi le rôle que le noyau actif pourrait jouer dans la formation du disque.
Le nouveau grand télescope millimétrique Alfonso Serrano (LMT) est la plus grande antenne parabolique au monde, orientable, télescope à longueur d'onde submillimétrique (son diamètre est de cinquante mètres), et est un projet binational entre le Mexique et les États-Unis. Les longueurs d'onde submillimétriques sont idéales pour étudier le froid, gaz moléculaire dense dans des espèces comme HCN et CS. L'astronome du CfA Giovanni Fazio était membre d'une équipe qui a utilisé le LMT pour étudier le gaz moléculaire dense dans le disque circumnucléaire de l'ULIRG UGC5101. Les astronomes ont observé neuf molécules et ont découvert que ces traceurs de gaz denses présentaient également de larges profils de vitesse couvrant environ 800 km/s, le tout avec la forme à double pic caractéristique de la visualisation d'un tore en rotation légèrement de côté.
Le Grand Télescope Millimétrique Alfonso Serrano (LMT), le plus grand télescope à longueur d'onde millimétrique orientable à parabole unique au monde. Les astronomes ont utilisé cette installation nouvellement opérationnelle pour étudier la densité, gaz moléculaire formant des étoiles dans un tore autour de la région nucléaire de la galaxie infrarouge ultralumineuse UGC5101, et conclure que le gaz est en mouvement képlérien avec le matériau le plus dense aux rayons les plus internes. Crédit :Alfonso Serrano
Lorsque la rotation d'un disque est dominée par les forces gravitationnelles, son matériau se déplace selon les lois de Kepler (les mêmes lois régissent les orbites des planètes) avec le matériau le plus interne en orbite le plus rapide, à l'opposé du comportement d'un disque rigide en rotation. Les scientifiques concluent que le disque circumnucléaire dans UGC5101 suit le comportement de Keplerian, et parce que les différentes molécules tracent un matériau de densité légèrement différente, elles peuvent utiliser la vitesse képlérienne de chaque espèce pour modéliser la distribution de la densité à travers le disque, avec les régions internes de densité plus élevée se déplaçant plus rapidement. Le nouveau résultat, l'un des premiers pour le nouveau LMT, permet de modéliser plus en détail la structure de l'anneau d'étoiles circumnucléaires, son évolution de fusion, et son interaction avec le noyau actif.
