Se på disken til en hvilken som helst stor spiralgalakse, og utad ser den glatt ut, med stjerner jevnt fordelt overalt. Så hva skjer når galaksen modnes for å tillate en jevn fordeling sett i galakser som Melkeveien? Ved å bruke NASAs Spitzer-romteleskop har et internasjonalt team av astronomer oppdaget strømmer av unge stjerner som strømmer fra natalkokongene sine i fjerne galakser. Disse fjerne elver med stjerner gir et svar på et av astronomiens mest grunnleggende gåter.
Astronomer vet at klyngene der stjerner dannes begynner å forsvinne når deres aldre når flere hundre millioner år. Noen mekanismer antas å forklare dette: noen klynger fordamper når tilfeldige indre bevegelser sparker ut stjerner én etter én, og andre klynger sprer seg som et resultat av kollisjoner mellom skyene der de ble født. Når du zoomer ut til mekanismer som fortsatt fungerer på større skalaer, skjærer bevegelser forårsaket av galaksenes rotasjon rundt sentrum, sprer klyngene av klynger av unge stjerner.
“Analysen vår svarer nå på det store puslespillet. Ved å finne et mylder av bekker av unge stjerner over alle platene vi studerte, ser vi at mekanismen for å trekke klyngene av unge stjerner fra hverandre er skjærbevegelser fra foreldregalaksen. Disse strømningene er den "manglende lenken" vi trengte for å forstå hvordan galaksenes disker utvikler seg slik de ser ut, ”sa teamleder David Block fra University of the Witwatersrand i Sør-Afrika.
Avgjørende for denne oppdagelsen var å finne en måte å avbilde tidligere skjulte unge stjernestrømmer i galakser millioner av lysår unna. For å gjøre dette brukte teamet infrarøde observasjoner med høy oppløsning fra Spitzer.
Ved å bruke infrarødt snarere enn synlig lys for å se på galaksene, tillot gruppen å plukke ut stjerner i akkurat den rette alderen når stjernene akkurat begynte å spre seg fra klyngene sine.
"Spitzer observerer i det infrarøde der 100 millioner år gamle bestander av stjerner dominerer lyset," konstaterte medforfatter Bruce Elmegreen fra IBMs forskningsdivisjon i New York. Yngre regioner lyser mer i de synlige og ultrafiolette delene av spekteret, og eldre regioner blir for svake til å se. Så vi kan filtrere ut alle stjernene vi ikke ønsker, ved å ta bilder med et infrarødt kamera. "
Infrarød er også viktig fordi lys i denne delen av spekteret kan trenge gjennom de tette støvskyene som omgir klyngene der stjerner dannes.
"Støv blokkerer optisk stjernelys veldig effektivt," sa Robert Gehrz fra University of Minnesota, "men infrarødt lys med sin lengre bølgelengde går rett rundt støvpartiklene som blokkerer vårt syn. Dette gjør det mulig å se det infrarøde lyset fra unge stjerner tydeligere. ”
Men selv når bildene er tatt i det infrarøde, blir de fremdeles dominert av lyset fra de jevne eldre skiver av galakser, ikke de svake sporene til unge spredte klynger. Spesielle matematiske manipulasjoner var nødvendig for å plukke ut klyngene, hvis svake spor fortsatt kan sees nettopp fordi de ikke er glatte.
Teammedlem Ivanio Puerari ved Instituto Nacional de Astrofisica, Optica y Electronica i Puebla, Mexico, brukte en teknikk oppfunnet av matematikeren Jean Baptiste Fourier på begynnelsen av 1800-tallet. Teknikken er effektivt et romlig filter som plukker ut struktur i den fysiske skalaen der stjernedannelse forekommer. "Strukturene kan ikke sees på de originale Spitzer-bildene med det menneskelige øye," bemerket Puerari.
Kombinasjonen av Fourier-filtrering og infrarøde bilder fremhevet regioner med akkurat riktig størrelse og riktig alder. For å avsløre så mange stjernestrømmer i galaksenes skiver var det utenkelig for et år siden. Denne oppdagelsen fortsetter å løfte frem det enorme potensialet til Spitzer-romteleskopet for å gi bidrag som ingen av oss kunne ha drømt om, ”kommenterte Giovanni Fazio fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, prosjektleder for Spitzer Infrared Array Camera-teamet som pleide å ta bilder og medforfatter av funnet.
“Galileo, som både astronom og matematiker, ville vært stolt. Det er et fantastisk samspill mellom bruk av astronomiske observasjoner og matematikk og datamaskiner, nøyaktig 400 år siden Galileo brukte teleskopet sitt for å undersøke Melkeveis galaksen i 1609, ”sa Fazio
Kilde: Spitzer
