“Mrtvim” galaksijam je skrivnostno zmanjkalo goriva za nastanek zvezd v zgodnjem vesolju

Grozdi Galaxy MACS J1341. Zasluge: Glavni avtor: NASA, ESA, Katherine E. Whitaker (UMass), Viri slike: Joseph de Pascal (STScI)

Hubble zazna zgodnje, velikanske galaksije, ki delujejo v prostem času

“Živi hitro, umri mlad” je bil morda moto šestih zgodnjih, velikih, “mrtvih” galaksij, ki jim je v zgodnjem življenju vesolja zmanjkalo hladnega vodikovega plina, potrebnega za nastanek zvezd. Te galaksije so živele hitro in besno oblikovale svoje zvezde v zelo kratkem času. Potem pa jim je dobesedno zmanjkalo plina in ustavilo nastajanje zvezd. Brez veliko goriva za ustvarjanje zvezd so te galaksije prazne. Zakaj se je to zgodilo tako zgodaj, je skrivnost.

NASA‘s Hubblov vesoljski teleskop, z velikim milimetrskim/submilimetrskim nizom Atacama (alma) v severnem Čilu so milijarde let nazaj gledale na vrh rojstva zvezd v vesolju in odkrile te čudne galaksije. Za odkrivanje zelo oddaljenih galaksij so znanstveniki združili moč Hubbla in ALMA z izjemno masivnimi galaktičnimi kopicami v ospredju, ki delujejo kot naravni teleskopi. Zaradi pojava, imenovanega močna gravitacijska leča, ogromna gravitacija množice galaksij izkrivlja prostor, upogiba in povečuje svetlobo predmetov v ozadju. Ko za takšno kopico leži zgodnja, velika in zelo oddaljena galaksija, se zdi, da je zelo raztegnjena in povečana, kar astronomom omogoča, da preučijo podrobnosti, ki jih sicer ne bi mogli videti.

Galaksije REQUIEM, ki jih gravitira leča

Te slike so sestavljene iz Nasinega vesoljskega teleskopa Hubble in velikega milimetrskega/submilimeterskega niza Atacama (ALMA). Slike v škatli in izvleke prikazujejo dve od šestih oddaljenih velikanskih galaksij, kjer so znanstveniki ugotovili, da se je nastanek zvezd ustavil zaradi pomanjkanja vira goriva – hladnega plina vodika.
Hubble se je združil z družbo ALMA, da bi odkril te nenormalne galaksije, ko so združile sile z “naravno lečo” v vesolju, ki so jo ustvarile množice galaksij v ospredju. Gravitacija grozdov se razteza in poveča svetlobo galaksij v ozadju z učinkom, imenovanim gravitacijsko lečenje. Ta pojav omogoča astronomom, da uporabljajo ogromne kopice galaksij kot naravna povečevalna stekla za preučevanje podrobnosti v oddaljenih galaksijah, ki jih sicer ne bi mogli videti.
Rumena zvezda sledi svetlosti svetlobe. Umetna vijolična barva izvira iz hladnega prahu iz opazovanj ALMA. Ta hladni prah se uporablja kot nadomestilo za hladen plin vodik, potreben za nastanek zvezd.
Kljub občutljivosti ALMA znanstveniki ne morejo zaznati prahu v večini od šestih vzorčenih galaksij. Primer je MRG-M1341, zgoraj desno. Izgleda izkrivljeno zaradi optičnih učinkov leče “ogledalo zabavne hiše”. Nasprotno pa je vijolično mesto levo od Rimske ceste primer galaksije, bogate s prahom in plinom.
Primer zaznavanja hladnega prahu, ki ga ustvari ALMA, je galaksija MRG-M2129 spodaj desno. V središču galaksije sta le prah in plin. To nakazuje, da se je nastajanje zvezd morda ustavilo navznoter z obrobja.
Zasluge: Glavni avtor: NASA, ESA, Katherine E. Whitaker (UMass), Viri slike: Joseph de Pascal (STScI)

Ko je bilo vesolje staro približno 3 milijarde let, le 20% sedanje starosti, je doživelo najbolj plodno obdobje rojstva zvezd v svoji zgodovini. Ko pa sta NASA -jev vesoljski teleskop Hubble in velik milimetrski/submilimetarski niz Atacama (ALMA) v severnem Čilu pogledala vesoljske objekte v tem obdobju, sta ugotovila nekaj čudnega: šest zgodnjih, masivnih, “mrtvih” galaksij, ki so nastale iz hladnega vodika. plina, potrebnega za izdelavo zvezd, ni več.

READ  Rusija se mora odločiti, da zapusti Mednarodno vesoljsko postajo

Brez veliko goriva za nastanek zvezd so te galaksije dobesedno prazne. Ugotovitve so objavljene v reviji Narava.

“Na tej točki našega vesolja bi morale vse galaksije tvoriti veliko zvezd. To je največja starost nastanka zvezd,” je pojasnila vodilna avtorica Kate Whitaker, docentka za astronomijo na Univerzi v Massachusettsu v Amherstu. Whitaker, Kopenhagen, Danska Sem tudi pridružena fakulteta na Cosmic Dawn Center v ZDA “Kaj se je tako hitro zgodilo z vsem hladnim plinom v teh galaksijah?”

Ta študija je klasičen primer usklajevanja med Hubblovimi in ALMA opazovanji. Hubblove točke, kjer zvezde obstajajo v galaksijah in kažejo, kje so nastale v preteklosti. Z odkrivanjem hladnega prahu, ki deluje kot približek za hladen plin vodik, je ALMA astronomom pokazala, da bi lahko v prihodnosti nastale zvezde, če bi bilo dovolj goriva.

REQUIEM GALAXY COMPASS IMAGE

Grozdi Galaxy MACS J1341 in MACS J2129. Zasluge: Glavni avtor: NASA, ESA, Katherine E. Whitaker (UMass), Viri slike: Joseph de Pascal (STScI)

Uporaba lastnih teleskopov Nature

Študija teh zgodnjih, oddaljenih, mrtvih galaksij je bila del ustrezno imenovanega programa REQUIEM za reševanje povečanih galaksij QUIScent pri velikem rdečem premiku. (Rdeči premik nastane, ko širjenje prostora povzroči širjenje svetlobe in premik proti rdečemu delu spektra. Čim dlje je galaksija glede na opazovalca, tem bolj rdeča je.)

Ekipa REQUIEM kot naravne teleskope uporablja izjemno množice galaksij v ospredju. Ogromna gravitacija kopice galaksij izkrivlja prostor, upogiba in povečuje svetlobo predmetov v ozadju. Ko za takšno kopico leži zgodnja, velika in zelo oddaljena galaksija, se zdi, da je zelo raztegnjena in povečana, kar astronomom omogoča, da preučijo podrobnosti, ki jih sicer ne bi mogli videti. Temu pravimo “močno gravitacijsko leče”.

READ  Zemeljsko ozračje je zajelo "izjemno" količino toplote: NASA, poročilo NOAA

Združevanje tega močnega objektiva z odlično ločljivostjo Hubbla in ALMA je bilo edini način, da je ekipa REQUIEM razumela nastanek teh šestih galaksij, ki se zdi, kot da so to storile le nekaj milijard let po Velikem poka.

“Z močnimi gravitacijskimi lečami, kot v naravnem teleskopu, lahko zaznamo najbolj oddaljene, najmasivnejše in prve galaksije, ki sprožijo nastanek zvezd,” je dejal Whitaker. “Rad bi razmišljal o tem, kot da bi se ukvarjal z znanostjo v 2030-ih ali 40-ih letih-z zmogljivimi vesoljskimi teleskopi nove generacije-danes pa namesto tega združujem zmogljivosti Hubbla in ALMA, okrepljene z močnim objektivom.”

“REQUIEM je zbral največji vzorec teh redkih, močnih leč, mrtvih galaksij v zgodnjem vesolju, močna leča pa je tu ključna,” je povedal glavni raziskovalec programa Hubble Observing Program Mohamed Akshik. “Ojačuje svetlobo v vseh valovnih dolžinah, tako da jo je lažje zaznati, prav tako pa dobiš višjo prostorsko ločljivost, ko te galaksije razprostiraš po nebu. V bistvu jih gledaš, da veš, kaj se dogaja.” V notranjosti lahko vidite zelo lepe fizične tehtnice. “

v živo Fast Die Young

Mrtve galaksije te vrste se kasneje ne regenerirajo s še manjšimi združitvami in povečanjem bližnjih, manjših galaksij in plina. Videti stvari okoli sebe “napihne” večino galaksij. Če se nastajanje zvezd nadaljuje, je Whitaker to opisal kot “nekakšno zmrzal”. Približno 11 milijard let pozneje v sedanjem vesolju naj bi bile te prej kompaktne galaksije velike, vendar so še vedno mrtve v smislu kakršne koli nove zvezdne tvorbe.

Teh šest galaksij je živelo hitro in besno ter v zelo kratkem času oblikovalo svoje zvezde. Zakaj so tako zgodaj zaprli oblikovanje zvezd, je še vedno enigma.

READ  Črv Luna (in po nekaterih definicijah super luna).

Whitaker predlaga več možnih razlag: “Kaj je bilo supermasivno” Črna luknja Vklopiti in segreti ves plin v središču galaksije? Če je tako, je plin morda še vedno tam, vendar je zdaj vroč. Ali pa bi ga lahko izgnali in ga zdaj preprečujejo, da bi se odložil nazaj v Mlečno pot. Ali pa ga je galaksija v celoti izkoristila in je bila dobava prekinjena? To je nekaj odprtih vprašanj, ki jih bomo nadaljevali z novimi komentarji. “

Referenca: Catherine E. Whitaker, Christina C. Williams, Lamia Movala, Justin S. Igrajo: Spilkar, Sune Toft, Desika Narayanan, Alexandra Pope, Georgios E. Magdis, “Rezervoarji izpušnih plinov povzročajo močno gašenje galaksij v zgodnjem vesolju”, avtor Peter G. Van Dokkum, Mohamed Akshik, Rachel Bejanson, Gabriel B. Brammer, Joel Leza, Allison Mann, Erica J. Nelson, Johann Richard, Camilla Pacific, Karen Sharon in Francesco Valentino, 22. septembra 2021, Narava.
DOI: 10.1038/s41586-021-03806-7

Vesoljski teleskop Hubble je projekt mednarodnega sodelovanja med Naso in Evropsko vesoljsko agencijo (ESA). NASA -jev center vesoljskih letov Goddard v Greenbeltu v Marylandu upravlja teleskop. Znanstveni inštitut za vesoljski teleskop (STScI) v Baltimoru v Marylandu izvaja znanstvene operacije Hubble. STScI v NASA v Washingtonu, DC. vodi Združenje univerz za raziskave astronomije v Ljubljani

Mojca Andreja

Nagnjena je k apatiji. Nevidni raziskovalec. Vseživljenjski guru slanine. Potovalni odvisnik. Organizator. "

Related Posts

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen. * označuje zahtevana polja

Read also x