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Twin Galaxies in a Gravitational Embrace

June 26, 2008

Figure 1. Gemini South image of NGC 5426-27 (Arp 271) as imaged by the Gemini Multi-Object Spectrograph.

Full-Resolution TIFF | 10.68mb
Med-Resolution JPEG | 291kb

Figure 2. Illustration of the orbits of NGC 5426-27 from “The Isolated Interacting Galaxy Pair NGC 5426/27 (Arp 271)” Astronomy & Astrophysics Vol. 415, pg. 451-469 by I. Fuentes-Carrera et al. (2004)

Image Release     June 26, 2008

Contact:

  • Peter Michaud
    Gemini Observatory, Hilo HI, USA
    (808) 974-2510 (desk)
    (808) 937-0845 (cell)
    pmichaud@gemini.edu

In what appears to be a masterful illusion, astronomers at Gemini Observatory have imaged two nearly identical spiral galaxies in Virgo, 90 million light years distant, in the early stages of a gentle gravitational embrace. The new image was obtained at the Gemini South telescope in Chile using GMOS, the Gemini Multi-Object Spectrograph.

Like two skaters grabbing hands while passing, NGC 5427 (the nearly open-faced spiral galaxy at lower left) and its southern twin NGC 5426 (the more oblique galaxy at upper right), are in the throes of a slow but disturbing interaction – one that could take a hundred million years to complete.

At a glance, these twin galaxies -- which have similar masses, structures, and shapes and are together known as Arp 271 – appear undisturbed. But recent studies have shown that the mutual pull of gravity has already begun to alter and distort their visible features.

Typically, the first sign of a galaxy interaction is the formation of a bridge-like feature. Indeed, the two spiral arms on the western (upper) side of NGC 5426 appear as long appendages that connect with NGC 5427. This intergalactic bridge acts like a feeding tube, allowing the twins to share gas and dust with one other across the 60,000 light years (less than one galaxy diameter) of space separating them.

Colliding gases caused by the interaction may have also triggered bursts of star formation (starbursts) in each galaxy. Star-forming, or HII, regions appear as hot pink knots that trace out the spiral patterns in each galaxy. HII regions are common to many spiral systems, but the giant ones in NGC 5426 are curiously knotted and more abundant on the side of the galaxy closest to NGC 5427. Starburst activity can also be seen in the galaxy’s connecting bridge.

Likewise, the giant HII regions in NGC 5427’s disk are forming at a higher rate, and are more plentiful, than expected for a galaxy of this type. One giant star-forming region at the tip of NGC 5427’s western (top) spiral arm, looks especially large and disturbed, as does the arm itself, which is unusually straight, as if strong tidal forces have broken the arm in two, causing it to bleed starlight.

Despite their appearance in this two-dimensional image, NGC 5426’s western (top) spiral arm is the one closest to us, as opposed to NGC 5427’s southeastern (bottom) arm. NGC 5426 is also the closer of the two galaxies. Over millions of years, however, NGC 5427 will perform a parabolic traverse (see Figure 2), moving it from behind NGC 5426 towards the foreground in the upper-right corner of the frame. Thus, an imaginary long-lived observer on a planet in NGC 5427 would see an almost perpendicular passage of the companion galaxy.

Once thought to be unusual and rare, gravitational interactions between galaxies are now known to be quite common (especially in densely populated galaxy clusters) and are considered to play an important role in galaxy evolution. Most galaxies have probably had at least one major, if not many minor, interactions with other galaxies since the advent of the Big Bang some 13 billion years ago. Our own Milky Way, a spiral galaxy like those in this image, is, in fact, performing its own stately dance. Both with the nearby dwarf galaxy, called the Large Magellanic Cloud and a future interaction with the large spiral galaxy M-31 or the Great Andromeda Galaxy, which is now located about 2.6 million light years away from the Milky Way. This new Gemini image is possibly a preview of things to come for our own galaxy. Ultimately the end result of these types of collisions will be a large elliptical galaxy.

Technical Data:

FOV: 4.8 x 4.5 arcminutes (2048x1923 with 0.141 arcsecond pixels) Orientation: approximately 135 degrees CW from north up, east left.

Filter* Color FWHM Exposure Time
g' Blue ~0.5"
4x360sec
r' Green ~0.5"
3x240sec
i' Orange ~0.5"
3x240sec
H-alpha Red ~0.5" 3x360sec

The data for these images are available on the Gemini Science Archive

Abrazo Gravitacional De Galaxias

Contacto:

  • Peter Michaud
    Gemini Observatory, Hilo HI, USA
    (808) 974-2510 (desk)
    (808) 937-0845 (cell)
    pmichaud@gemini.edu
    www.gemini.edu
  • Ma. Antonieta Garcia
    Ureta Observatorio Gemini, La Serena, Chile
    Fono: 56-51-205628
    Celular: 09-9182858
    agarcia@gemini.edu

Lanzamiento De Imagen Observatorio Gemini:

En lo que parece ser una ilusión magistral, los astrónomos del Observatorio Gemini han captado dos galaxias espirales casi idénticas en Virgo, a una distancia de 90 millones de años luz, en los inicios de un abrazo gravitacional. La nueva imagen fue captada en el telescopio de Gemini Sur en Chile utilizando GMOS, el espectrógrafo Multi- Objetivo de Gemini.

Al igual que dos patinadores tomados de las manos mientras avanzan, NGC 5427 (la galaxia espiral de frente casi abierto del lado izquierdo inferior) y su gemelo de más al sur NGC 5426 (la galaxia más oblicua del lado izquierdo superior ), se encuentran en los arbores de una lenta pero inquietante interacción - una que podría tomar millones de años para completarse.

Al mirarlas, estas galaxias gemelas - que poseen masas, estructuras y formas similares, conocidas en conjunto como Arp 271- parecieran no estar afectadas. Pero estudios recientes, han mostrado que el mutuo forcejeo de gravedad ya ha comenzado a alterar y distorsionar sus formas visibles.

Lo común, es que la primera señal de intercación de galaxias es la formación de una forma tipo puente. De hecho, los dos brazos espirales del lado oeste (superior) del NGC 5426 aparecen como dos apéndices que se conectan con NGC 5427. Este Puente intergaláctico, actúa como un tubo de alimentación, permitiendo que las gemelas compartan gas y polvo entre ellas a través de los 60 mil años luz ( menos que un diámetro de galaxia) de distancia que las separa.

Gases que chocan, causados por la interacción, podrían haber gatillado una explosión de formación de estrellas (starbursts) en cada galaxia. Las regiones de formación estelar, o HII, aparecen como pequeños nudos rosados que marcan los espirales en cada galaxia. Las regiones HII son comunes para muchos sistemas espirales, pero los gigantes en NGC 5426 están curiosamente anudados y son más abundantes en el lado de la galaxia más cercana a NGC 5427. Actividad de formación estelar puede también ser vista en el puente de conexión de la galaxia.

Del mismo modo, las regiones gigantes HII en el disco de NGC 5427 se están formando en mayor número , y son más abundantes de lo que se espera sea una galaxia de este tipo. Una región gigante de formación estelar en la punta del lado oeste del brazo espiral de NGC 5427, se ve especialmente grande e inquieta, al igual que se ve el brazo mismo, el cual es inusualmente derecho, como si fuerzas de marea potentes hubiesen roto el brazo en dos, causando que este sangrara luz estelar.

Al contrario de su apariencia en la imagen bidimensional, el brazo espiral de NGC 5426 en el oeste (superior) es el más cercano a nosotros, al contrario del brazo este sur (inferior) de la NGC 5427. Asímismo, la NGC 5426 es también la más cercana de las dos galaxias. En todo caso, en más de de un millón de años, la NGC 5427 realizará una travesía parabólica, moviéndose desde atrás de la NGC 5426 hacia la parte del frente en la esquina superior derecha del cuadro. De este modo, un observador imaginario de larga data en un planeta en NGC 5427 vería un pasaje casi perpendicular de la galaxia compañera.

Aunque alguna vez se pensó que las interacciones entre galaxias eran inusuales, ahora se sabe que son bastante communes ( especialmente en cúmulos de galaxias densamente poblados) y se considera que interpretan un rol importante en la evolución de la galaxia. La mayoría de las galaxias han probablemente tenido al menos una gran interacción, sino varias menores con un par de galaxias desde el suceso del Big Bang alrededor de 13 billones de años atrás. Nuestra propia Vía Láctea, una galaxia espiral como las de la imagen , se encuentra de hecho, realizando su propia danza. Ambas con una galaxia enana cercana , llamada la Nube Grande de y una futura interacción con la gran Galaxia Espiral M-31 o la Gran Galaxia Andrómeda, la cual se encuentra ahora a 2.6 millones de años luz de distancia de la Vía Láctea. Esta nueva imagen de Gemini es posiblemente un anticipo de cosas que aún están por venir a nuestra propia galaxia. Finalmente el resultado de estos tipos de colisiones, se piensa que será una gran galaxia elíptica.

El Observatorio Gemini es una colaboración con dos telescopios de 8 metros idénticos. El telescopio Frederick C. Gillett de Gemini se ubica en Mauna Kea, Hawai'i (Gemini Norte) y el otro telescopio en Cerro Pachón en Chile (Gemini Sur), brindando una completa cobertura de ambos hemisferios del cielo. Ambos telescopios incorporan nuevas tecnologías que permiten que espejos grandes y relativamente delgados , bajo un activo control, puedan recoger y enfocar tanto radiación óptica como infrarroja desde el espacio.

El Observatorio Gemini Observatory brinda a la comunidad astronómica de cada país miembro una infraestructura astronómica de última generación, otorgando tiempo de observación proporcional a la contribución de cada país.

Además de la ayuda financiera, cada país también contribuye con recursos científicos y técnicos. Las agencias de investigación nacionales que conforman la sociedad Gemini incluyen: La Fundación Nacional de las Ciencias de los EStados Unidos (NSF), El Consejo de Ciencia y Tecnología del Reino Unido(STFC), el Consejo Nacional de Investigación de Canadá(NRC), la Comisión Nacional de Investigación Cientifica y Tecnológica de Chile (CONICYT), el Consejo de Investigación de Australia(ARC), el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas de Argentina(CONICET) y el Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico de Brasil (CNPq). El Observatorio es dirigido por la Asociación de Universidades para la Investigación de la Astronomía (AURA) bajo un acuerdo de cooperación con la NSF. La NSF también oficia como la agencia ejecutiva para la asociación internacional.