Messier 101, som er en gigantisk spiral av gasstøv og stjerner, spenner over 170 000 lysår og inneholder mer enn en billion stjerner. Kreditt: NASA / ESA Hubble
Nådig i sin turning ble spiralgalakser antatt å ha nådd sin nåværende tilstand for milliarder av år siden. En studie av hundrevis av galakser opprører imidlertid oppfatningen som avslører at spiralgalakser, som Andromedagalaksen og vår egen Melkevei, har fortsatt å endre seg.
"Astronomer trodde at diskgalakser i det nærliggende universet hadde lagt seg i sin nåværende form for rundt 8 milliarder år siden, med liten tilleggsutvikling siden," sier Susan Kassin, en astronom ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Md., Og studiens leder forsker i en pressemelding. "Trenden vi har observert i stedet viser det motsatte, at galakser endret seg jevnt over denne tidsperioden."
En studie av 544 stjernedannende galakser observert av det jordbaserte Keck og Hubble romteleskopet viser at skivegalakser som vår Melkeveis galakse uventet nådde sin nåværende tilstand, lenge etter at mye av universets stjernedannelse hadde opphørt. Kreditt: NASAs Goddard Space Flight Center
Astronomer brukte den tvilling 10 meter jordbundne W.M. Keck-observatoriet på Hawaii's Mauna Kea-vulkan og NASAs Hubble-romteleskop for å studere 544 stjernedannende galakser. Lenger tilbake i tid har galakser en tendens til å være veldig forskjellige, sier astronomer, med tilfeldige og uorganiserte bevegelser. Nær den nåværende, stjernedannende galakser ser ut som velordnede skiveformede systemer. Rotasjon i disse galaksene trumfer andre interne, tilfeldige bevegelser. Disse galaksene legger seg gradvis til veloppdragne disker med de mest massive galaksene som alltid viser høyere organisering.
Dette plottet viser brøkdelene av bosatte diskgalakser i fire tidsspenn, hver på rundt 3 milliarder år lang. Det er en jevn forskyvning mot høyere prosenter av bosatte galakser nærmere i dag. Til enhver tid er de mest massive galaksene de mest bosatte. Mer fjerne og mindre massive galakser viser i gjennomsnitt mer uorganiserte indre bevegelser, med gass som beveger seg i flere retninger, og langsommere rotasjonshastigheter. Kreditt: NASAs Goddard Space Flight Center
Prøvetakingen av studerte galakser, fra Deep Extragalactic Evolutionary Probe 2 (DEEP2) Redshift Survey, varierte mellom 2 og 8 milliarder lysår fra Jorden med masser mellom 0,3 og 100 prosent fra vår egen Melkeveisgalakse. Forskere så på alle galakser i dette tidsområdet med utslippslinjer lyse nok til å bestemme indre bevegelser. Forskere fokuserte på utslippslinjer karakteristisk utsendt av gass i galaksen. Utslippslinjene forteller ikke bare forskere om elementene som utgjør galaksen, men også rød forskyvning av utslippslinjene inneholder informasjon om de indre bevegelsene og avstanden.
"Tidligere studier fjernet galakser som ikke så ut som de velordnede roterende skivene som nå er vanlige i Space Magazine," sa medforfatter Benjamin Weiner, en astronom ved University of Arizona i Tucson. "Ved å forsømme dem undersøkte disse studiene bare de sjeldne galakene i det fjerne universet som er veloppdragne og konkluderte med at galakser ikke endret seg."
I løpet av de siste 8 milliarder årene har fusjoner mellom store og små galakser gått ned. Så har den generelle hastigheten på stjernedannelse og tilhørende forstyrrelser på grunn av supernovaeeksplosjoner. Begge faktorene kan spille en rolle i den nylig funnet trenden, sier forskere.
Melkeveis galaksen kan ha gått gjennom den samme kaotiske veksten og endringene som galaksen i DEEP2-prøven før de slo seg ned i sin nåværende tilstand omtrent på samme tid som solen og jorden ble dannet, sier teamforskere. Ved å observere mønsteret kan astronomer nå justere datasimuleringer av galakseutviklingen til de replikerer observasjonene. Da skal jakten på for å bestemme de fysiske prosessene som er ansvarlige for trenden.
Denne kosmologiske simuleringen følger utviklingen av en enkelt diskgalakse gjennom hele universets levetid; rundt 13,5 milliarder år. Røde farger viser gamle stjerner, unge stjerner viser som hvite og knallblå mens fordelingen av gass viser seg som en lyseblå. Den datagenererte visningen spenner over 300 000 lysår. Simuleringen, som kjørte på Pleiades-superdatamaskinen ved NASAs Ames Research Center i Moffett Field, California, tok omtrent 1 million CPU-timer å fullføre. Kreditt: F. Governato og T. Quinn (Univ. Of Washington), A. Brooks (Univ. Of Wisconsin, Madison), og J. Wadsley (McMaster Univ.).
Et papir med detaljer om funnene vil bli publisert i The Astrophysical Journal 20. oktober 2012.
Kilde: NASA
