En gigantisk spiral af gasstøv og stjerner, Messier 101 spænder over 170.000 lysår og indeholder mere end en billion billioner. Kredit: NASA / ESA Hubble
Nådefuld i deres vending blev spiralgalakser antaget at have nået deres nuværende tilstand for milliarder af år siden. En undersøgelse af hundreder af galakser forstyrrer imidlertid den opfattelse, der afslører, at spiralgalakser, ligesom Andromedagalaksen og vores egen Mælkevej, er fortsat med at ændre sig.
”Astronomer troede, at diskgalakser i det nærliggende univers havde slået sig ned i deres nuværende form for ca. 8 milliarder år siden, med lidt yderligere udvikling siden,” sagde Susan Kassin, en astronom ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Md., Og undersøgelsens førende forsker i en pressemeddelelse. ”Den tendens, vi i stedet har observeret, viser det modsatte, at galakser blev konstant ændret i løbet af denne tidsperiode.”
En undersøgelse af 544 stjernedannende galakser observeret af det jordbaserede Keck og Hubble-rumteleskop viser, at diskgalakser som vores Mælkevejsgalakse uventet nåede deres nuværende tilstand længe efter, at meget af universets stjernedannelse var ophørt. Kredit: NASA's Goddard Space Flight Center
Astronomer brugte den dobbelte 10 meter jordbundne W.M. Keck-observatorium oven på Hawaiis Mauna Kea-vulkan og NASAs Hubble-rumteleskop for at studere 544 stjernedannende galakser. Længere tilbage i tiden har galakser en tendens til at være meget forskellige, siger astronomer, med tilfældige og uorganiserede bevægelser. Tættere på det nuværende ser stjernedannende galakser ud som velordnede diskformede systemer. Rotation i disse galakser trumfter andre interne, tilfældige bevægelser. Disse galakser sætter sig gradvist ned i velopførte diske, hvor de mest massive galakser altid viser højere organisation.
Dette plot viser brøkdele af afviklede diskgalakser i fire tidsrum, hver ca. 3 milliarder år lang. Der er et jævnt skift mod højere procentdel af aflejrede galakser tættere på nutiden. På ethvert givet tidspunkt er de mest massive galakser de mest afviklede. Mere fjerne og mindre massive galakser udviser i gennemsnit mere uorganiserede indre bevægelser, hvor gas bevæger sig i flere retninger og langsommere rotationshastigheder. Kredit: NASA's Goddard Space Flight Center
Prøveudtagningen af de studerede galakser, fra Deep Extragalactic Evolutionary Probe 2 (DEEP2) Redshift-undersøgelse, varierede mellem 2 og 8 milliarder lysår fra Jorden med masser mellem 0,3 og 100 procent af vores egen Mælkevejsgalakse. Forskere kiggede på alle galakser i dette tidsinterval med emissionslinjer, der er klare nok til at bestemme interne bevægelser. Forskere fokuserede på emissionslinjer, der er karakteristisk udsendt af gas i galaksen. Emissionslinjerne fortæller ikke kun videnskabsmænd om de elementer, der udgør galakserne, men også rød skiftning af emissionslinjer indeholder information om de indre bevægelser og afstand.
”Tidligere undersøgelser fjernede galakser, der ikke lignede de velordnede roterende diske, der nu er almindelige i Space Magazine,” sagde medforfatter Benjamin Weiner, en astronom ved University of Arizona i Tucson. "Ved at forsømme dem undersøgte disse studier kun de sjældne galakser i det fjerne univers, som er velopdragne og konkluderede, at galakser ikke ændrede sig."
I de sidste 8 milliarder år er fusionerne mellem store og små galakser faldet. Det samme har den samlede hastighed på stjernedannelse og tilhørende forstyrrelser på grund af supernovae-eksplosioner. Begge faktorer kan spille en rolle i den nyligt fundne tendens, siger forskere.
Mælkevejsgalaksen kan have været igennem den samme kaotiske vækst og ændring som galakserne i DEEP2-prøven, før de kom til sin nuværende tilstand på omtrent samme tid som Solen og Jorden dannede sig, siger teamforskere. Ved at observere mønsteret kan astronomer nu justere computersimuleringer af galakseudviklingen, indtil de gentager observationer. Derefter skal jagten på at bestemme de fysiske processer, der er ansvarlige for tendensen.
Denne kosmologiske simulering følger udviklingen af en enkelt diskgalakse gennem hele universets levetid; omkring 13,5 milliarder år. Røde farver viser gamle stjerner, unge stjerner viser som hvide og lyse blå, mens fordelingen af gas viser sig som en lyseblå. Den computergenererede visning spænder over 300.000 lysår. Simuleringen, der kørte på Pleiades-supercomputeren ved NASAs Ames Research Center i Moffett Field, Californien, tog ca. 1 million CPU-timer at gennemføre. Kredit: F. Governato og T. Quinn (Univ. Of Washington), A. Brooks (Univ. Af Wisconsin, Madison) og J. Wadsley (McMaster Univ.).
Et papir, der detaljerede resultaterne, vil blive offentliggjort i Astrophysical Journal den 20. oktober 2012.
Kilde: NASA
