Przejdź do głównej zawartości

Co 30 000 gwiezdnych żłobków w 74 galaktykach mówi nam o powstawaniu gwiazd

Teleskop ALMA przeprowadza niespotykany dotąd przegląd pobliskich galaktyk dyskowych – dotychczas 74, obejmujący łącznie 750 godzin obserwacji 30 000 gwiezdnych żłobków. W tym astronomowie zaczynają odkrywać złożony i jak dotąd słabo poznany związek między obłokami gwiazdotwórczymi a ich galaktykami macierzystymi.


Galaktyki mają różne kształty i rozmiary. Niektóre z najbardziej znaczących różnic między galaktykami dotyczą jednak tego, gdzie i jak tworzą nowe gwiazdy. Przekonujące badania wyjaśniające te różnice dotąd były nieuchwytne, ale wkrótce się to zmieni.

Ogromny, nowy projekt badawczy ALMA, znany jako PHANGS-ALMA (Physics at High Angular Resolution in Nearby GalaxieS), zagłębia się w to pytanie z większą siłą i precyzją, niż kiedykolwiek wcześniej, mierząc demografię i charakterystyki 30 000 indywidualnych gwiezdnych żłobków rozsianych w 74 galaktykach.

PHANGS-ALMA, obecnie trwająca kampania badawcza, zgromadziła już 750 godzin obserwacji i umożliwiła astronomom dużo lepsze zrozumienie tego, jak zmienia się cykl powstawania gwiazd, w zależności od wielkości, wieku i wewnętrznej dynamiki każdej galaktyki z osobna. 

Przez dziesięciolecia astronomowie spekulowali, że istnieją fundamentalne różnice w sposobie, w jaki galaktyki dyskowe o różnych rozmiarach przekształcają wodór w nowe gwiazdy. Niektórzy astronomowie sądzą, że większe, i generalnie starsze galaktyki, nie są tak wydajne w produkcję gwiazd, jak ich mniejsi kuzyni. Najbardziej logicznym wytłumaczeniem byłoby to, że te duże galaktyki mają mniej wydajne gwiezdne żłobki. Ale sprawdzenie tego pomysłu za pomocą obserwacji było trudne.

Po raz pierwszy ALMA pozwala astronomom prześledzić niezbędny, zakrojony na szeroką skalę spis, aby określić, jak wielkoskalowe właściwości (rozmiar, ruch, ect.) galaktyki wpływają na cykl powstawania gwiazd w skali pojedynczych obłoków molekularnych. Obłoki te mają zaledwie około kilkudziesięciu do kilkuset lat świetlnych średnicy, co jest niezwykle mało w skali całej galaktyki, zwłaszcza, gdy są obserwowane z odległości milionów lat świetlnych.

Część tajemnicy powstawania gwiazd, jak zauważają astronomowie, ma związek ze środowiskiem międzygwiazdowym – całą materią i energią wypełniającą przestrzeń między gwiazdami.

Astronomowie rozumieją, że istnieje ciągłe sprzężenie zwrotne w gwiezdnych żłobkach i wokół nich. Wewnątrz tych obłoków gromadzą się gęste zapasy gazu i tworzą gwiazdy, które zakłócają ośrodek międzygwiazdowy. 

W ramach tych badań ALMA obserwuje cząsteczki węgla (CO) ze wszystkich stosunkowo dużych galaktyk spiralnych widocznych na półkuli południowej. Cząsteczki CO w naturalny sposób emitują światło o długości fali milimetrowej, które ALMA może wykryć. Są szczególnie skuteczne w podkreślaniu położenia obłoków gwiazdotwórczych.

Badanie towarzyszące, PHANGS-MUSE, wykorzystuje Bardzo Duży Teleskop (VLT) do uzyskania obrazowania optycznego pierwszych 19 galaktyk obserwowanych przez ALMA. MUSE to spektroskop zamontowany na VLT (Multi-Unit Spectroscopic Explorer). Kolejny przegląd, PHANGS-HST, wykorzystuje Kosmiczny Teleskop Hubble’a do zbadania 38 z tych galaktyk, aby znaleźć ich najmłodsze gromady gwiazd. Te trzy badania razem dają zaskakująco kompletny obraz tego, jak dobrze galaktyki tworzą gwiazdy, badając zimny gaz molekularny, jego ruch, lokalizację zjonizowanego gazu (obszary, w których gwiazdy już się formują) oraz galaktyki z pełną populacją gwiazd.

Do tej pory PHANGS-ALMA zbadał około 30 000 obiektów podobnych do Mgławicy Oriona w pobliskim Wszechświecie. Oczekuje się, że kampania obejmie ostatecznie 300 000 regionów gwiazdotwórczych. 

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. Naukowcy uważają, że źró…

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 naukowcy wykorzystali dane…

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 przedstawiona przez b…