Har du en teenager? Så kender du historien. Og mens du er ved det, har deres bil brug for gas. Der er tilsyneladende en grund til ordet "universel", fordi teenagegalakser ikke er meget forskellige. Takket være nogle nye undersøgelser foretaget af ESOs Very Large Telescope, har astronomer været i stand til at se meget nærmere på de unge galakser og deres "fodringsvaner" under deres udvikling. Cirka 3 til 5 milliarder år efter Big Bang var de lykkeligste, da de bare var forsynet med gas, men senere udviklede de en glupsk appetit… til mindre galakser!
Forskere har længe været klar over, at de tidlige galakestrukturer var meget mindre end de store spiraler og heftige elliptiske stoffer, der fylder det nuværende univers. At finde ud af, nøjagtigt, hvordan galakser tynger - og hvor hovedforsyningen kommer fra - har dog forblevet en gåte. Nu har en international gruppe af astronomer taget over hundrede timers observationer taget med VLT for at hjælpe med at bestemme, hvordan gasrige galakser udviklede sig.
”To forskellige måder at vokse galakser konkurrerer på: voldelige fusionerende begivenheder, når større galakser spiser mindre, eller en jævnere og kontinuerlig strøm af gas til galakser.” forklarer teamleder, Thierry Contini (IRAP, Toulouse, Frankrig). ”Begge kan føre til, at der skabes mange nye stjerner.”
Virksomheden er MASSIV - Mass Assembly Survey med VIsible imaging Multi-Object Spectrograph, et kraftfuldt kamera og spektrograf på VLT. Det er utroligt udstyr, der bruges til at måle afstand og egenskaber for de undersøgte galakser. Ikke kun blev undersøgelsen observeret i den nærmeste infrarøde, men brugte også en integreret feltspektrograf og adaptiv optik til at forfine billederne. Dette gør det muligt for astronomer at kortlægge indre galaksebevægelser og -indhold såvel som at give plads til nogle meget overraskende resultater.
”For mig var den største overraskelse opdagelsen af mange galakser uden rotation af deres gas. Sådanne galakser observeres ikke i det nærliggende univers. Ingen af de aktuelle teorier forudsiger disse objekter, ”siger Benoît Epinat, et andet medlem af teamet.
”Vi forventede heller ikke, at så mange af de unge galakser i undersøgelsen ville have tungere elementer koncentreret i deres ydre dele - dette er den nøjagtige modsætning til, hvad vi ser i galakser i dag,” tilføjer Thierry Contini.
Disse resultater peger mod en større ændring i de galaktiske ”teenageår”. På et tidspunkt under den unge universstat var glat gasstrøm en betydelig byggesten - men fusioner vil senere spille en mere vigtig rolle.
”For at forstå, hvordan galakser voksede og udviklede sig, er vi nødt til at se dem så vidt muligt. SINFONI-instrumentet på ESOs VLT er et af de mest kraftfulde værktøjer i verden til at dissekere unge og fjerne galakser. Det spiller den samme rolle, som et mikroskop spiller for en biolog, ”tilføjer Thierry Contini.
Holdet planlægger at fortsætte med at studere disse galakser med fremtidige instrumenter på VLT samt at bruge ALMA til at studere den kolde gas i disse galakser. Deres arbejde med gas er imidlertid ikke den eneste "station" på blokken. I en separat undersøgelse ledet af Kate Rubin (Max Planck Institute for Astronomy) er Keck I-teleskopet på Mauna Kea, Hawaii, blevet brugt til at undersøge gas, der er forbundet med hundrede galakser i afstande mellem 5 og 8 milliarder lysår - de ældre teenagere. De har fundet første bevis på, at gas strømmer tilbage i fjerne galakser, der aktivt danner nye stjerner.
Tilsyneladende, som en teenager med munchies, finder materien sig vej ind i de galaktiske mager. En fodringsteori er et indstrømning fra enorme lavtæthed gasreservoirer, der fylder de intergalaktiske hulrum… en anden er en enorm kosmisk stofcyklus. Selvom der er meget lidt dokumentation, der understøtter en af hypotesen, er det observeret, at gasser flyder væk fra nogle galakser og kan være omkranset af flere forskellige kilder - såsom supernovae-begivenheder eller gruppepress fra gigantiske stjerner.
”Når denne gas trækker væk, trækkes den tilbage af galaksenes tyngdekraft og kan komme ind i den samme galakse i tidsskalaer fra en til flere milliarder år. Denne proces kan muligvis løse mysteriet: den gas, vi finder inde i galakser, er muligvis kun omkring halvdelen af råmaterialet, der ender som brændstof til stjernedannelse. ” siger Dr. Rubin. ”Store mængder gas fanges under transit, men vil igen komme ind i galaksen på rette tid. Tilføje galakseens gas og den gas, der i øjeblikket gennemgår kosmisk genanvendelse, og der er en tilstrækkelig mængde råmateriale til at tage højde for de observerede mængder af stjernedannelse. ”
Det kan meget vel være et tilfælde af kosmisk genanvendelse ... men jeg ville føle mig mere sikker ved at skjule mine cookies.
Originale historiekilder: ESO-nyhedsmeddelelse og MPIA Science-nyhedsudgivelse. For yderligere læsning: Forskningsartikel 1, Forskningsdokument 2, Forskningsdokument 3 og Forskningsdokument 4.
