Przejdź do głównej zawartości

Dlaczego galaktyki przestają tworzyć gwiazdy?

Gromady galaktyk są rzadkimi obszarami Wszechświata składającymi się z setek galaktyk zawierających biliony gwiazd, gorący gaz oraz ciemną materię.


Od dawna wiadomo, że gdy galaktyka opada do gromady, formowanie się gwiazd zostaje dość gwałtownie odcięte w procesie znanym jako gaszenie. To, co powoduje, że gwiazdy gasną, nadal pozostaje tajemnicą, pomimo kilku wiarygodnych wyjaśnień zaproponowanych przez astronomów.

Nowe badania przeprowadzone przez międzynarodowy zespół astronomów, pod kierownictwem Ryana Foltza, dokonały najlepszego jak dotąd pomiaru wygaszana w skali czasowej, mierząc jego zmienność na przestrzeni 70% historii Wszechświata. Badanie ujawniło jednak proces prawdopodobnie odpowiedzialny za wyłączanie formowania się gwiazd w gromadach.

Wiadomo, że każda galaktyka wchodząca w skład gromady przynosi ze sobą trochę zimnego gazu, który jeszcze nie uformował gwiazd. Jedno z możliwych wyjaśnień sugeruje, że zanim zimny gaz przekształci się w gwiazdy, zostaje z dala od galaktyki „odpędzony” przez gorący, gęsty gaz już w gromadzie, powodując zaprzestanie tworzenia gwiazd. 

Inna możliwość jest taka, że zamiast tego galaktyki są „zduszone”, co oznacza, że przestają tworzyć gwiazdy, ponieważ ich rezerwuary przestają być uzupełniane dodatkowym zimnym gazem, gdy wpadną do wnętrza gromady. Przewiduje się, że będzie to  proces wolniejszy, niż odpędzanie.

Trzecia możliwość polega na tym, że energia z procesu formowania się gwiazd odrzuca większość zimnego gazowego paliwa z galaktyki, zapobiegając tworzeniu się tych nowych. Oczekuje się, że scenariusz „wypływu” nastąpi w szybszym czasie, niż odpędzanie, ponieważ gaz z galaktyki jest tracony na zawsze i przestaje być dostępny do formowania nowych gwiazd.

Ponieważ wszystkie trzy procesy przewidują, że galaktyki zgasną w różnych relatywnych ramach czasowych w historii Wszechświata, astronomowie postulowali, że gdyby mogli porównać liczbę wygaszonych galaktyk obserwowanych w długim okresie czasu, dominujący proces powodujący wygaszanie łatwiej stałby się widoczny.

Jednak, do niedawna bardzo trudno było znaleźć odległe gromady, a jeszcze trudniej zmierzyć właściwości ich galaktyk. Międzynarodowy przegląd Spitzer Adaptation of the Red-sequence Cluster Survey (SpARCS), wykonał pomiar ponad 70% historii Wszechświata, zrealizowany dzięki pionierskim nowym technologiom wykrywania gromad, które umożliwiły odkrycie setek nowych gromad w odległym Wszechświecie.

Wykorzystując niektóre z nowo odkrytych przez SpARCS gromad w badaniu, wykazano, że galaktyce zajmuje znacznie więcej czasu zaprzestanie tworzenia gwiazd, gdy Wszechświat się starzeje. Gdy był młody (4 mld lat) trwało to zaledwie 1,1 mld lat, gdy był w wieku średnim (6 mld lat) proces ten trwał 1,3 mld lat a w obecnym Wszechświecie trwa to już 5 mld lat.

Aby wykonać ten najnowszy pomiar, zespołowi SpARCS potrzebnych było 10 nocy obserwacji za pomocą teleskopów Kecka oraz 25 nocy na bliźniaczych teleskopach Gemini.

Zespół otrzymał dodatkowe noce obserwacyjne oraz wsparcie finansowe, aby zbadać, w jaki sposób formowanie się gwiazd zatrzymuje się w galaktykach o bardziej regularnych masach, oraz aby analizować wysokiej rozdzielczości obrazy wygaszanych galaktyk. 

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu. Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu. Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach. Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz. W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę.

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi. Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego. „Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy. Do odkrycia naukowc

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne. Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”. Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przeds