For omtrent ti år siden møtte standardkosmologiske modeller et lite problem når de ble brukt på Melkeveien ... manglende satellittgalakser. Så hva skjedde med de andre 480 som skulle være der ute? Enten eksisterer de ikke - eller så kan vi ikke se dem av en eller annen grunn. Takket være forskning utført av LIDAU-prosjektet og to forskere fra Observatoire Astronomique de Strasbourg, har vi kanskje bare et svar.
Cirka 150 millioner år etter Big Bang begynte universets første stjerner å dukke opp fra den kalde, elektrisk nøytrale hydrogen- og heliumgassen som fylte den. Da deres intense lys skar gjennom hydrogenatomene, førte det dem tilbake til deres plasmatilstand i en prosess som ble kalt reionisering. Ting begynte virkelig å varme seg opp derfra ... gass begynte å slippe unna tyngdekraften i galakser med lav masse, og som en konsekvens mistet de stjernedannende evner. Ved å beregne de observerbare konsekvensene av denne prosessen, demonstrerte Pierre Ocvirk og Dominique Aubert at Melkeveiens første stjerner hadde makten til reionisering og at det "virkelig er en essensiell prosess i standardmodellen for galaksdannelse." Denne foto-fordampningsstaten forklarer ryddigheten og alderen til Melkeveiens følgesvenner og gir grunnen til at satellittgalakser er sjeldne i dette nabolaget.
På den annen side betyr deres følsomhet for UV-stråling at satellittgalakser er gode sonder for reioniseringsepoken. Dessuten er de relativt nærliggende, fra 30000 til 900000 lysår, noe som gjør at vi kan studere dem i detaljer, spesielt med den kommende generasjonen teleskoper. ” sier Ocvirk. "Spesielt kan studiet av det stjernemessige innholdet med hensyn til deres posisjon gi oss dyrebar innsikt i strukturen til det lokale UV-strålingsfeltet under reioniseringen."
Den nåværende teorien sier at fotoinndamping ganske enkelt var forårsaket av nærliggende galakser, noe som resulterte i en enhetlig hendelse - men den nye modellen som ble bygd av de to franske forskerne, beviser denne antagelsen feil. Deres numeriske simulering med høy oppløsning står for dynamikken i mørke materiehaloene fra begynnelse til slutt, samt deres resulterende gass påvirket stjernedannelse og UV-stråling.
”Det er første gang en modell redegjør for effekten av strålingen som sendes ut av de første stjernene dannet midt på Melkeveien, på satellittgalakiene. I motsetning til tidligere modeller, er strålingsfeltet produsert i denne konfigurasjonen ikke ensartet, men avtar i intensitet når man beveger seg bort fra kilden. ” forklarer Ocvirk. ”På den ene siden ser satellittgalaksen nær det galaktiske sentrum at gassen deres fordamper veldig raskt. De danner så få stjerner at de ikke kan påvises med nåværende teleskoper. På den annen side opplever de mer avsidesliggende satellittgalakser i gjennomsnitt en svakere bestråling. Derfor klarer de å holde gassen lenger og danne flere stjerner. Som en konsekvens er de lettere å oppdage og fremstå som flere. ”
Hvor falt de første forutsetningene? I tidligere modeller antok reionisering å skje over en jevnt fordelt UV-bakgrunn, men MIlky Ways første stjerner hadde allerede gjort sin skade ved å konsumere satellittene. Som studien antyder, er vår egen galakse ansvarlig for mangelen på mindre ledsagere.
Sier Ocvirk; "Dette nye scenariet har dype konsekvenser for dannelsen av galakser og tolkningen av de store astronomiske undersøkelsene som kommer. Faktisk påvirkes satellittgalakser av galaksens tidevannsfelt, og kan langsomt fordøyes i galaksens stjernehalo. De kan også strekkes til filamenter og danne stjernestrømmer. ”
Det er et veldig interessant nytt konsept og vil være et av de viktigste vitenskapelige målene for romoppdraget Gaia, planlagt lansert i 2013. Inntil da vil teamet Observatoire Astronomique de Strasbourg fortsette i arbeidet med å forstå de strålende prosessene ytterligere under reionisering.
Original historiekilde: Observatoire Astronomique de Strasbourg Pressemelding. For videre lesning: En signatur av den interne reioniseringen av Melkeveien og LIDAU-samarbeidet (Light In the Dark Ages of the Universe).
