Jak rosną galaktyki podobne do Drogi Mlecznej?

Galaktyk podobnych do Drogi Mlecznej jest we Wszechświecie mnóstwo. Niedawno opublikowano wyniki badań astronomicznych pomagające zrozumieć, jak te znane nam galaktyki spiralne rosną przez miliardy lat.

Galaktyka spiralna NGC 6744. Źródło: ESO

Jak rośnie Twoja Galaktyka?
W ciągu pierwszych miliardów lat po Wielkim Wybuchu zaczęły powstawać galaktyki. Jednak to, w jaki sposób najwcześniejsze galaktyki przekształciły się w te, które widzimy dzisiaj w lokalnym Wszechświecie, jest nadal przedmiotem dyskusji. Jednym z aspektów tego pytania jest wzrost masy gwiazdowej galaktyk – ilość masy zawartej w gwiazdach, w przeciwieństwie do obłoków gazu czy ciemnej materii. Masa gwiazdowa galaktyki rośnie z czasem, gdy obłoki gazu zapadają się, tworząc gwiazdy, ale nie jest jeszcze jasne, jak przebiega ten wzrost; czy centra galaktyk są wczesnymi ośrodkami powstawania gwiazd, czy w zewnętrznych obszarach dzieje się to wcześniej, czy też wszystkie regiony zyskują masę gwiazdową w podobnym tempie?

W najnowszym badaniu zespół kierowany przez Maryam Hasheminia (Uniwersytet w Shiraz i Instytut Zaawansowanych Studiów w Naukach Podstawowych) wykorzystał dane z badań, aby zrozumieć, jak Droga Mleczna i galaktyki jej podobne urosły do galaktyk, którymi są dzisiaj.

Szukanie sobowtórów
Kiedy obserwujemy galaktyki takie, jakie istniały miliardy lat temu, skąd wiemy, które z nich wyrosną, by wyglądać, jak Droga Mleczna? Hasheminia i współpracownicy użyli dwóch metod, aby wybrać galaktyki podobne do Drogi Mlecznej z przeglądów Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey (CANDELS) i 3D-Hubble Space Telescope.

W pierwszej metodzie zespół założył, że galaktyki typu Drogi Mlecznej podążają za obserwowaną relacją pomiędzy masą gwiazdową galaktyki a tempem formowania się gwiazd dla galaktyk aktywnie formujących gwiazdy, a autorzy wybrali galaktyki z danych przeglądowych, które podążały za tą relacją. W drugiej metodzie zespół dopasował masy gwiazdowe i wiek galaktyk w danych z przeglądu do historii wzrostu gwiazd w Drodze Mlecznej, uzyskanej z modeli ewolucji chemicznej.

Hasheminia i współpracownicy zbadali następnie, w jaki sposób masy gwiazdowe wybranych galaktyk ewoluowały w czasie, i porównali swoje odkrycia z wynikami symulacji kosmologicznych. Obie metody wykazały, że promień połowy masy – promień, w którym mieści się połowa gwiazd galaktyki (pod względem masy) – galaktyk podobnych do Drogi Mlecznej zmienił się niewiele w ciągu ostatnich 10 miliardów lat.

Wyniki wskazują, że wszystkie części tych galaktyk uzyskują masę gwiazdową w podobnym tempie. Kontrastuje to z hipotezą o wzroście od wewnątrz, zgodnie z którym formowanie się gwiazd następuje najpierw w centrum galaktyki, zanim rozprzestrzeni się na zewnętrzne regiony, jak również z wynikami symulacji kosmologicznych; symulacje odpowiadały odkryciom zespołu dotyczącym początku historii Wszechświata, ale rozeszły się około 6 miliardów lat temu.

Zespół sugeruje, że ich odkrycia są zgodne z wcześniejszymi scenariuszami ewolucji Drogi Mlecznej, w których gruby dysk gwiazd uformował się, gdy Wszechświat miał około 6 miliardów lat, zanim proces formowania się gwiazd ustał, a w centrum galaktyki uformowała się poprzeczka gwiazd. Aby w pełni rozwikłać historię rozwoju Drogi Mlecznej i podobnych jej galaktyk spiralnych, będziemy potrzebowali wysokiej rozdzielczości obserwacji galaktyk z odległej przeszłości – a dzięki JWST takie obserwacje są w naszej przyszłości!

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
AAS

Urania

Popularne posty z tego bloga

Czarna dziura wyrzuca gwiezdne szczątki

Astronomowie potwierdzają istnienie kosmicznej super-pustki, która podważa nasze rozumienie ciemnej energii

Astronomowie są świadkami, jak umierająca gwiazda osiąga swój koniec