Har du en tenåring? Da kjenner du historien. Og mens du er inne på det, trenger bilen deres bensin. Tilsynelatende er det en grunn til ordet “universell”, fordi tenåringsgalakser ikke er veldig forskjellige. Takket være noen nye studier utført av ESOs Very Large Telescope, har astronomer vært i stand til å se mye nærmere på ungdommens galakser og deres "fôringsvaner" under utviklingen. Noen til fem milliarder år etter Big Bang var de lykkeligst når de bare var utstyrt med gass, men senere utviklet de en glupsk appetitt… for mindre galakser!
Forskere har lenge vært klar over at tidlige galaksestrukturer var mye mindre enn de store spiralene og heftige elliptikalene som fyller det nåværende universet. Å finne ut nøyaktig hvordan galakser legger vekt - og hvor bulkforsyningen kommer fra - har imidlertid forblitt et gåte. Nå har en internasjonal gruppe astronomer tatt på seg mer enn hundre timers observasjoner tatt med VLT for å bestemme hvordan gassrike galakser utviklet seg.
"To forskjellige måter å vokse galakser konkurrerer på: voldelige sammenslåingshendelser når større galakser spiser mindre, eller en jevnere og kontinuerlig strøm av gass til galakser." forklarer teamleder, Thierry Contini (IRAP, Toulouse, Frankrike). "Begge kan føre til at det skapes mange nye stjerner."
Foretaket er MASSIV - Mass Assembly Survey med VIsible imaging Multi-Object Spectrograph, et kraftig kamera og spektrografikk på VLT. Det er utrolig utstyr som brukes til å måle avstanden og egenskapene til de undersøkte galaksene. Ikke bare observerte undersøkelsen i den nær infrarøde, men brukte også en integrert feltspektrograf og adaptiv optikk for å avgrense bildene. Dette gjør at astronomer kan kartlegge indre galaksebevegelser og -innhold, samt gi rom for noen veldig overraskende resultater.
”For meg var den største overraskelsen oppdagelsen av mange galakser uten rotasjon av gassen deres. Slike galakser blir ikke observert i det nærliggende universet. Ingen av de nåværende teoriene spår disse objektene, sier Benoît Epinat, et annet medlem av teamet.
"Vi hadde heller ikke forventet at så mange av de unge galaksene i undersøkelsen ville ha tyngre elementer konsentrert i deres ytre deler - dette er akkurat det motsatte av det vi ser i galakser i dag," legger Thierry Contini til.
Disse resultatene peker mot en stor endring i løpet av de galaktiske "tenårene". På en tid under den unge universumstaten var jevn gasstrøm en betydelig byggestein - men fusjoner ville senere spille en viktigere rolle.
”For å forstå hvordan galakser vokste og utviklet seg, må vi se på dem i størst mulig detalj. SINFONI-instrumentet på ESOs VLT er et av de kraftigste verktøyene i verden for å dissekere unge og fjerne galakser. Det spiller den samme rollen som et mikroskop gjør for en biolog, ”legger Thierry Contini til.
Teamet planlegger å fortsette å studere disse galaksene med fremtidige instrumenter på VLT, så vel som å bruke ALMA for å studere den kalde gassen i disse galaksene. Arbeidet med gass er imidlertid ikke den eneste "stasjonen" på blokken. I en egen studie ledet av Kate Rubin (Max Planck Institute for Astronomy), er Keck I-teleskopet på Mauna Kea, Hawaii, blitt brukt til å undersøke gass assosiert med hundre galakser i avstander mellom 5 og 8 milliarder lysår - jo eldre tenåringer. De har funnet første bevis på at gass strømmer tilbake i fjerne galakser som aktivt danner nye stjerner.
Tilsynelatende, som en tenåring med munchies, finner saken veien inn i de galaktiske magen. En fôringsteori er et tilsig fra enorme gassreservoarer med lav tetthet som fyller de intergalaktiske hulrommene ... en annen er en enorm kosmisk materielsyklus. Selv om det er veldig lite bevis for å støtte enten hypotesen, har det blitt observert gasser å strømme bort fra noen galakser og kan være omkranset av flere forskjellige kilder - for eksempel supernovahendelser eller gruppepress fra gigantiske stjerner.
"Når denne gassen driver bort, blir den trukket tilbake av galaksenes tyngdekraft, og kan komme inn i den samme galaksen i tidsskalaer på en til flere milliarder år. Denne prosessen kan løse mysteriet: gassen vi finner inne i galakser kan bare være omtrent halvparten av råstoffet som ender opp som drivstoff for stjernedannelse. " sier Dr. Rubin. “Store mengder gass blir fanget under transport, men vil komme inn i galaksen på rett tid. Legg opp galaksens gass og gassen som for tiden gjennomgår kosmisk resirkulering, og det er tilstrekkelig med råstoff til å gjøre rede for de observerte hastighetene på stjernedannelse. "
Det kan godt hende det dreier seg om kosmisk resirkulering ... men jeg ville føle meg tryggere å gjemme informasjonskapslene mine.
Opprinnelige historiekilder: ESO News Release og MPIA Science News Release. For videre lesning: Research Paper 1, Research Paper 2, Research Paper 3 and Research Paper 4.
