Οι γαλαξιακές γειτονιές έχουν επιρροή στα αστρικά φυτώρια

Οι αστρονόμοι ολοκλήρωσαν την πρώτη σε βάθος απογραφή μοριακών νεφών στο κοντινό Σύμπαν. Η μελέτη αποκάλυψε ότι αυτές οι περιοχές σχηματισμού άστρων όχι μόνο φαίνονται διαφορετικές αλλά συμπεριφέρονται και διαφορετικά. Αυτό το εύρημα έρχεται σε αντίθεση με την προηγούμενη επιστημονική συναίνεση, η οποία θεωρούσε αυτά τα σύννεφα σκόνης και αερίου αρκετά ομοιόμορφα.

Το έργο –Φυσική σε υψηλή γωνιακή ανάλυση σε κοντινούς γαλαξίες (PHANGS)– αποτελούνταν από μια συστηματική έρευνα 100.000 μοριακών νεφών σε 90 γαλαξίες στο τοπικό Σύμπαν. Ο πρωταρχικός στόχος του PHANGS ήταν να αποκτήσει μια ιδέα για το πώς αυτές οι περιοχές σχηματισμού άστρων επηρεάζονται από τους μητρικούς γαλαξίες τους.

Η απογραφή διεξήχθη με τη χρήση της συστοιχίας Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) που βρίσκεται στο οροπέδιο Chajnantor, στην έρημο Atacama της βόρειας Χιλής. Αν και δεν είναι η πρώτη φορά που μελετήθηκαν αστρικά φυτώρια με την ALMA, αυτή είναι η πρώτη απογραφή του είδους της που παρατηρεί σφαιρικά σμήνη σε περισσότερους από έναν γαλαξία ή σε μια μικρή περιοχή ενός μόνο γαλαξία.

«Πραγματοποιήσαμε την πρώτη πραγματική «απογραφή» αυτών των αστρικών φυτωρίων και μας έδωσε λεπτομέρειες σχετικά με τις μάζες, τις τοποθεσίες και άλλες ιδιότητές τους», λέει ο Adam Leroy, Αναπληρωτής Καθηγητής Αστρονομίας στο Ohio State University (OSU).>ZME Science. «Μερικοί άνθρωποι νόμιζαν ότι όλα τα αστρικά φυτώρια σε κάθε γαλαξία μοιάζουν λίγο πολύ τα ίδια και χρειάστηκε μια πραγματικά μεγάλη, ευαίσθητη και υψηλής ανάλυσης έρευνα πολλών γαλαξιών με ένα τηλεσκόπιο όπως το ALMA για να δούμε ότι αυτό δεν ισχύει . Αυτή η έρευνα μας επιτρέπει να δούμε πώς αλλάζουν τα αστρικά φυτώρια σε διαφορετικούς γαλαξίες. "

Ως αποτέλεσμα, αυτή είναι η πρώτη φορά που οι αστρονόμοι λαμβάνουν μια ματιά στη «μεγάλη εικόνα» όταν πρόκειται για αυτές τις περιοχές σχηματισμού άστρων. Ο Erik Rosolowsky, Αναπληρωτής Καθηγητής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Αλμπέρτα, και συν-συγγραφέας της έρευνας επισημαίνει ότι αυτό που επέτρεψε η ALMA στην ομάδα των αστρονόμων να δημιουργήσει είναι ουσιαστικά μια νέα μορφή «κοσμικής χαρτογραφίας» που αποτελείται από 90 χάρτες απαράμιλλους λεπτομέρεια που περιγράφει λεπτομερώς τις περιοχές του διαστήματος όπου θα γεννηθεί η επόμενη γενιά αστεριών.

«Η έρευνά μας είναι η πρώτη που καταγράφει τα δημογραφικά στοιχεία αυτών των αστρικών φυτωρίων σε μεγάλο αριθμό γαλαξιών κοντά στον Γαλαξία μας», προσθέτει ο Leroy, ο κύριος συγγραφέας μιας εργασίας που παρουσιάζει την έρευνα PHANGS ALMA. "Χρησιμοποιήσαμε αυτές τις μετρήσεις για να μετρήσουμε τα χαρακτηριστικά αυτών των φυτωρίων, τη διάρκεια ζωής τους και την ικανότητα αυτών των αντικειμένων να σχηματίζουν νέα αστέρια."

Πώς οι γαλαξιακές γειτονιές επηρεάζουν τα σύννεφα που σχηματίζουν αστέρια

Η ποικιλία που εμφανίστηκε από τα μοριακά νέφη που εξετάστηκαν στο έργο PHANGS ήταν ορατή λόγω της ικανότητας της ALMA να λαμβάνει εικόνες κυμάτων χιλιοστού με την ίδια ευκρίνεια και ποιότητα με τις εικόνες που λαμβάνονται στο ορατό φάσμα.

"Ενώ οι οπτικές εικόνες μας δείχνουν φως από αστέρια, αυτές οι πρωτοποριακές νέες εικόνες μας δείχνουν τα μοριακά νέφη που σχηματίζουν αυτά τα αστέρια", λέει ο Leroy. "Αυτό μας βοήθησε να δούμε ότι τα αστρικά φυτώρια αλλάζουν πραγματικά από μέρος σε μέρος."

Η ομάδα συνέκρινε τις αλλαγές που εμφανίζονται από τα μοριακά σύννεφα από γαλαξία σε γαλαξία με αλλαγές σε σπίτια, γειτονιές και πόλεις από περιοχή σε περιοχή εδώ στη Γη.

«Το πώς σχετίζονται τα αστρικά φυτώρια με τους μητρικούς γαλαξίες τους ήταν ένα μεγάλο ερώτημα εδώ και πολύ καιρό. Μπορούμε να απαντήσουμε σε αυτό επειδή η έρευνά μας διευρύνει τον όγκο των δεδομένων για τα αστρικά φυτώρια κατά σχεδόν 100», λέει ο Leroy. «Πριν από αυτό, ήταν πολύ συνηθισμένο να μελετάμε μερικές εκατοντάδες φυτώρια σε έναν γαλαξία. Έτσι, ήταν σαν να προσπαθείς να μάθεις για τα σπίτια γενικά κοιτάζοντας μόνο γειτονιές στο Κολόμπους του Οχάιο.

Ο Leroy συνεχίζει εξηγώντας ότι τα αστρικά φυτώρια «γνωρίζουν» για τη γειτονιά τους, πράγμα που σημαίνει ότι τα μοριακά νέφη είναι διαφορετικά ανάλογα με τον γαλαξία στον οποίο ζουν ή πού βρίσκονται σε αυτόν τον γαλαξία. «Έτσι τα αστρικά φυτώρια που βλέπουμε στον Γαλαξία δεν θα είναι τα ίδια με αυτά σε έναν διαφορετικό γαλαξία, και τα αστρικά φυτώρια στο εξωτερικό μέρος ενός γαλαξία –όπου ζούμε– δεν είναι τα ίδια με αυτά κοντά στον κέντρο του γαλαξία.»

Η ομάδα ανακάλυψε ότι τα σύννεφα στις πυκνές κεντρικές περιοχές των γαλαξιών τείνουν να είναι πιο ογκώδη, πιο πυκνά και πιο τυρβώδη από εκείνα που βρίσκονται στα περίχωρα ενός γαλαξία. Επιπλέον, η απογραφή αποκάλυψε ότι ο κύκλος ζωής των νεφών εξαρτάται επίσης από το περιβάλλον τους. Η Annie Hughes, αστρονόμος στο L'Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP) εξηγεί ότι αυτό σημαίνει ότι τόσο ο ρυθμός με τον οποίο ένα σύννεφο σχηματίζει αστέρια όσο και οι διαδικασίες που τελικά καταστρέφουν τα σύννεφα φαίνεται να εξαρτώνται από το πού ζει το σύννεφο. /P>

Πώς οι διαφορές στα σφαιρικά σμήνη επηρεάζουν τη γέννηση των αστεριών

Επειδή όλα τα αστέρια σχηματίζονται σε μοριακά νέφη, η κατανόηση των διαφορών σε αυτά τα σύννεφα αερίου και σκόνης και πώς προκαλούνται από τις συνθήκες υπό τις οποίες υπάρχουν είναι το κλειδί για την καλύτερη κατανόηση των διαδικασιών που οδηγούν τη γέννηση άστρων όπως ο δικός μας Ήλιος.

Αυτά τα μοριακά νέφη είναι τόσο τεράστια που μπορούν να γεννήσουν οπουδήποτε από χιλιάδες έως εκατοντάδες χιλιάδες αστέρια πριν εξαντληθούν οι πρώτες ύλες. Αυτές οι νέες παρατηρήσεις έδειξαν στους αστρονόμους ότι κάθε κοσμική γειτονιά μπορεί να έχει επίδραση στο πού γεννιούνται τα αστέρια και πόσα αστέρια γεννιούνται.

Το επόμενο βήμα για τους αστρονόμους θα είναι να συνδυάσουν τα δεδομένα που παρέχονται από το ALMA με έρευνες που πραγματοποιήθηκαν από άλλα τηλεσκόπια, συμπεριλαμβανομένου του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble και του Very Large Telescope (VLT) που βρίσκεται επίσης στην έρημο Atacama της Χιλής. Ο Leroy ελπίζει ότι αυτό μαζί με τις παρατηρήσεις που έγιναν με το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST), θα βοηθήσει τους αστρονόμους να απαντήσουν στο ερώτημα πώς η ποικιλομορφία των μοριακών δομών επηρεάζει τα αστέρια που σχηματίζονται μέσα τους. Εξηγεί:«Κάνοντας αυτό θα συνδυάσουμε αυτά που μαθαίνουμε από το ALMA για τα σύννεφα που σχηματίζουν αστέρια με εικόνες νεοσχηματισμένων αστεριών από αυτά τα άλλα τηλεσκόπια.

Ο Leroy καταλήγει επισημαίνοντας γιατί η μελέτη αυτών των περιοχών σχηματισμού άστρων είναι τόσο σημαντική. «Είναι η πρώτη φορά που έχουμε μια σαφή εικόνα του πληθυσμού αυτών των αστρικών φυτωρίων σε ολόκληρο το κοντινό σύμπαν», λέει ο ερευνητής. "Είναι ένα μεγάλο βήμα προς την κατανόηση από πού προερχόμαστε."