Astronomer antar at galaksene vi ser i dag er et resultat av milliarder av år med evolusjon. Men avhenger evolusjonen av startforholdene, eller handler det om de galaktiske kollisjonene? En fersk undersøkelse av mer enn 6.500 galakser på forskjellige avstander viser miljøet i det tidlige universet gjorde en betydelig innvirkning på galaksenes utvikling vi ser i dag. Så både det tidlige miljøet og pågående kollisjoner spilte en rolle.
Ved hjelp av VIMOS på ESOs Very Large Telescope har et team av franske og italienske astronomer vist den sterke innflytelsen miljøet utøver på måten galakser former seg og utvikler seg. Forskerne har for første gang kartlagt avsidesliggende deler av universet, og viser at fordelingen av galakser har betydelig utviklet seg med tiden, avhengig av galaksenes umiddelbare omgivelser. Denne overraskende oppdagelsen gir nye utfordringer for teorier om dannelsen og utviklingen av galakser.
Debatten ‘natur versus pleie’ er et hett tema i menneskets psykologi. Men astronomer står også overfor lignende conundrums, spesielt når de prøver å løse et problem som ligger i hjertet av kosmologiske teorier: er galaksene vi ser i dag, ganske enkelt et produkt av de urforholdene de dannet seg i, eller har opplevd tidligere veien for deres evolusjon?
I en stor, tre år lang undersøkelse gjennomført med VIMOS [1], Visible Imager og Multi-Object Spectrograph på ESOs VLT, studerte astronomer mer enn 6.500 galakser over et bredt spekter av avstander for å undersøke hvordan deres egenskaper varierer over forskjellige tidsskalaer , i forskjellige miljøer og for varierende galakselysktheter [2]. De var i stand til å bygge et atlas av universet i tre dimensjoner, mer enn 9 milliarder år tilbake.
Denne nye folketellingen avslører et overraskende resultat. Fargetetthetsforholdet, som beskriver forholdet mellom egenskapene til en galakse og dens miljø, var markant annerledes for 7 milliarder år siden. Astronomene fant dermed ut at galaksenes lysstyrke, deres opprinnelige genetiske egenskaper og miljøene de bor i har en betydelig innvirkning på deres utvikling.
"Resultatene våre indikerer at miljø er en sentral aktør i galaksevolusjonen, men det er ikke noe enkelt svar på 'natur versus pleie'-problemet i galaksevolusjonen," sa Olivier Le Fèvre fra Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Frankrike, som koordinerer VIMOS VLT Deep Survey-teamet som gjorde funnet. "De antyder at galakser slik vi ser dem i dag er et produkt av deres iboende genetiske informasjon, utviklet seg over tid, så vel som komplekse interaksjoner med miljøene deres, for eksempel fusjoner."
Forskere har visst i flere tiår at galakser i universets fortid ser annerledes ut enn i dagens univers, lokalt til Melkeveien [3]. I dag kan galakser grovt klassifiseres som røde, når det fødes få eller ingen nye stjerner, eller blå, der stjernedannelsen fremdeles pågår. Dessuten eksisterer en sterk sammenheng mellom en galakas farge og miljøet den bor i: jo mer omgjengelige typer som finnes i tette klynger er mer sannsynlig å være røde enn de mer isolerte.
Ved å se tilbake på et bredt spekter av galakser i en rekke aldre, siktet astronomene å studere hvordan denne særegne korrelasjonen har utviklet seg over tid.
"Ved å bruke VIMOS kunne vi bruke den største prøven av galakser som for tiden er tilgjengelig for denne typen studier, og på grunn av instrumentets evne til å studere mange objekter av gangen fikk vi mange flere målinger enn tidligere mulig," sa Angela Iovino fra Brera Astronomical Observatory, Italia, et annet medlem av teamet.
Teamets oppdagelse av en markant variasjon i ‘fargetetthets’ forhold, avhengig av om en galakse finnes i en klynge eller alene, og på dens lysstyrke, har mange potensielle implikasjoner. Funnene antyder for eksempel at å befinne seg i en klynge, slukker en galakas evne til å danne stjerner raskere sammenlignet med de isolert. Lysende galakser går også tom for stjernedannende materiale på et tidligere tidspunkt enn svakere.
De konkluderer med at forbindelsen mellom galaksenes farge, lysstyrke og deres nærmiljø ikke bare er et resultat av urforhold "preget" under dannelsen av dem - men akkurat som for mennesker, galakseres forhold og interaksjoner kan ha en betydelig innvirkning på deres utvikling.
Et bilde med høy oppløsning og bildeteksten er tilgjengelig på denne siden.
[1] Visible Multi-Object Spectrograph VIMOS er et multimodusinstrument på Melipal, det tredje enhetsteleskopet av Very Large Telescope-arrayet ved ESOs Paranal Observatory. VIMOS er i drift siden 2003, og kan tilby både bilder og astronomiske spektre på synlige bølgelengder over store synsfelt. I sin multi-objekt-modus kan den spille inn opptil 1000 spektre om gangen.
[2] VIMOS VLT Deep Survey (VVDS) er en banebrytende spektroskopisk undersøkelse som vil gi et fullstendig bilde av galakse- og strukturdannelse over et veldig bredt rødskiftområde når det er ferdig (0 ESO News Release
