کهکشانهایی که خیلی درخشانند و غبار آلود

بسیاری از چشمه‌های تابش فرو سرخ (حتی احتمالاً اکثریت آنها) که توسط ماهواره ایراس کشف شده‌اند در کهکشان راه شیری واقع شده‌اند. این چشمه‌ها یا ستاره‌اند یا اجسامی هستند که دارند به ستاره تبدیل می‌شوند. اما برخی از این چشمه‌ها کهکشانهایی هستند با اجتماع عظیمی از میلیاردها ستاره که به فاصله دور از کهکشان راه شیری قرار دارند. معدودی از این کهکشانها در قسمت فرو سرخ طیف درخشانِ شگفت انگیزی دارند و یکی از آنها، که آرپ دویست و بیست نام گذاری شده است، از درخشانترین کهکشانهای شناخته شده است.
آرپ 220 عضو گروهی از کهکشانهای فرو سرخ – فعال است که توسط ایراس کشف شده‌اند. اکثر کهکشانها در ناحیه فرو سرخ مقداری تابش گسیل می‌کنند و روشنایی فرو سرخ آنها از یک دهم تا یک برابر روشنایی در ناحیه مرئی است. اما کهکشانهای فرو سرخ – فعال در ناحیه فرو سرخ روشنتر، و در پاره‌ای از موارد بسیار روشنتر، از ناحیه مرئی‌اند. آرپ 220 در ناحیه فرو سرخ یک صد برابر بیش از ناحیه مرئی انرژی گسیل می‌کند. درخشندگی کل آن دو تریلیون برابر درخشندگی خورشید و تقریباً یک صد برابر درخشندگی یک کهکشان معمولی هم چون کهکشان راه شیری است. تنها چشمه‌های دیگری که از لحاظ درخشندگی با آرپ 220 رقابت می‌کنند اختر وشها هستند. اختر وشها چشمه‌های نوری دور و ستاره گونه‌ای هستند که از روی دادهای انفجار آمیز مراکز کهکشانها نیرو می‌گیرند. آرپ 220 در ناحیه فرو سرخ یکی از درخشانترین کهکشانهای آسمان است، اما در ناحیه مرئی، هم چون یکی از میلیونها کهکشان دور و کم سو، یک لکه نامشخص و کم سو جلوه می‌کند.
چرا آرپ 220 یک چنین کوره پر قدرت فرو سرخی است؟ تابش فرو سرخ، ناشی از یک ابر غباری وسیع است که نوعی چشمه یا چشمه‌های مرکزی انرژی را احاطه کرده است. این غبار، تابش کهکشان را در می‌آشامد و گرم می‌شود؛ سپس تابش فرو سرخی تولید می‌کند که مشخصه اشیاء سرد یا گرم در عالم است. اما راز قضیه، هویت چشمه اصلی انرژی است. یک سر نخ احتمالی این است که یک چهارم از کهکشانهای فرو سرخ – فعال، از جمله آرپ 220، به صورت گروه یا زوج کهکشانهایی هستند که در حال برخورد با یک دیگر، در هم ادغام شدن، و یا به طریقی دیگر در حال بر هم کنش با یک دیگر هستند. [نام آرپ 220 از نقشه آسمان کهکشانهای غیر معمول اچ. سی. آرپ گرفته شده است. این نقشه فهرستی از کهکشانهای آشفته و بر هم کنش کننده است که در سال 1966 منتشر شد.] کارول لانزدیل و هم کارانش در آزمایشگاه پیش رانشِ جت (JPL) اظهار می‌کنند که، لااقل در پاره‌ای از موارد، بر هم کنش کهکشانها ممکن است فورانهای بزرگی از تشکیل ستاره‌ها تولید کند، و توان فرو سرخ می‌تواند ناشی از ابرهای غباری‌ای باشد که قسمتی از فرایند تشکیل ستاره هستند.
امکان دیگر این است که کهکشانهای فرو سرخ – فعال اختر وشهای غبار آلودی در کهکشانهای فوق فعال باشند. انرژی در این اشیاء ناشی از سقوط مقادیر عظیمی ماده (مثل ستاره‌ها، گاز، و یا غبار) به داخل یک شیء در مرکز کهکشان است. این شیء مرکزی، که جرم آن در حدود یک میلیون تا یک میلیارد برابر جرم خورشید است، بنا بر رایجترین تعبیرهای جاری، ممکن است یک سیاه چاله باشد.
پایگاه داده‌های ایراس ممکن است شامل اشیاء بیشتری شبیه به آرپ 220 باشد. این کهکشان آن چنان کم سو است که اگر خیلی بیش از این دور می‌بود نمی‌توانست هم چون هم تای اپتیکی یکی از چشمه‌های مرئی ایراس به نظر برسد. برای بسیاری از چشمه‌های ایراس، که خیلی دور از راستای کهکشان راه شیری واقع‌اند هنوز هیج هم تای مرئی‌ای پیدا نشده است. برخی از این چشمه‌های مشخص نشده ممکن است مانسته‌های بسیار دور آرپ 220 باشند. توماس سویفر در سخن رانی خود در جلسه انجمن اختر شناسی امریکا اظهار داشت که «این کهکشان ممکن است پیش نمونه شیئی باشد که ما قبلاً چیزی در مورد آن نمی‌دانستیم، شیئی که نود و نه در صد انرژی خود را در ناحیه فرو سرخ گسیل می‌کند، شاید عضو جدیدی از باغ وحش آسمانی باشد».