bj
    >> Φυσικές Επιστήμες >  >> αστρονομία

Οι αστρονόμοι γίνονται μάρτυρες του «θάνατου» ενός γαλαξία

Η διαδικασία που προκαλεί το τέλος του σχηματισμού άστρων στους γαλαξίες, τη μετάβασή τους σε μια ανενεργή φάση και επομένως τον εικονιστικό «θάνατό» τους ήταν ένα παζλ για τους αστρονόμους και τους αστροφυσικούς εδώ και αρκετό καιρό. Πολλοί ερευνητές πιστεύουν ότι ο «γαλαξιακός θάνατος» ξεκινά με την εκτίναξη μιας τεράστιας ποσότητας αερίου, αλλά μέχρι στιγμής, οι ερευνητές δεν έχουν καταφέρει να συλλάβουν στοιχεία για τη διαφυγή αυτού του καυσίμου που σχηματίζει αστέρια σε τέτοιους όγκους. Έτσι, η επιβεβαίωση του τρόπου με τον οποίο συμβαίνει αυτή η μετάβαση στη γαλαξιακή πεμπτουσία έχει επίσης αποδειχθεί άπιαστη.

Τώρα μια διεθνής ομάδα αστρονόμων χρησιμοποίησε το Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) που βρίσκεται στην περιοχή της ερήμου της Χιλής για να εντοπίσει έναν μακρινό γαλαξία στον οποίο προχωρά μια τέτοια μαζική εκτόξευση αερίου.

«Χρησιμοποιώντας το ALMA ανακαλύψαμε έναν μακρινό γαλαξία, τον ID2299, ο οποίος εκτοξεύει περίπου το ήμισυ της δεξαμενής ψυχρού αερίου του έξω από τον γαλαξία», Annagrazia Puglisi, Κέντρο Εξωγαλαξιακής Αστρονομίας, Πανεπιστήμιο Durham, επικεφαλής ερευνητής στο η μελέτη, λέει στο ZME Science . «Αυτή είναι η πρώτη φορά που έχουμε παρατηρήσει έναν τυπικό τεράστιο γαλαξία σχηματισμού αστέρων στο μακρινό Σύμπαν που ετοιμάζεται να «πεθάνει» εξαιτίας μιας τεράστιας εκτόξευσης ψυχρού αερίου.»

Το ID2299 είναι τόσο μακριά που το φως που εκπέμπει χρειάζεται 9 δισεκατομμύρια χρόνια για να φτάσει στη Γη, πράγμα που σημαίνει ότι η ομάδα μπόρεσε να το παρατηρήσει σε μια εποχή που το σύμπαν ήταν μόλις 4,5 δισεκατομμυρίων ετών.

Ο ρυθμός εκτίναξης αερίου που βιώνει ο ID2299 –ένας γαλαξίας με παρόμοια μάζα με τον Γαλαξία μας– ισοδυναμεί με 10.000 Ήλιους ετησίως, αφαιρώντας ένα εκπληκτικό 48% της συνολικής περιεκτικότητάς του σε ψυχρό αέριο. Επιπλέον, ο γαλαξίας εξακολουθεί να σχηματίζει αστέρια με γρήγορο ρυθμό, εκατοντάδες φορές ταχύτερο από τον ρυθμό σχηματισμού αστεριών του δικού μας γαλαξία.

Ο Puglisi εξηγεί ότι η εκτόξευση αερίου, μαζί με μια μεγάλη ποσότητα σχηματισμού άστρων στις πυρηνικές περιοχές του γαλαξία, θα στερήσει τελικά από τον γαλαξία τα καύσιμα που χρειάζονται για τη δημιουργία νέων αστέρων.

Η έρευνα της ομάδας, που δημοσιεύτηκε στην τελευταία έκδοση του περιοδικού Nature Astronomy , είναι σημαντικό γιατί αντιπροσωπεύει τρεις «πρωτιές» για την αστρονομία. «Είναι η πρώτη φορά που παρατηρούμε έναν τυπικό τεράστιο γαλαξία σχηματισμού αστέρων στο μακρινό Σύμπαν που ετοιμάζεται να «πεθάνει» εξαιτίας μιας τεράστιας εκτόξευσης ψυχρού αερίου», εξηγεί ο Puglisi. «Επίσης, για πρώτη φορά, ήμασταν σε θέση να πούμε ότι η μαζική εκτόξευση αερίου μπορεί να είναι αρκετά συχνή ώστε να προκαλέσει τη διακοπή του σχηματισμού άστρων σε μεγάλο αριθμό μεγάλων μακρινών γαλαξιών. Τέλος, μπορέσαμε να μελετήσουμε τις φυσικές ιδιότητες του εκτοξευόμενου αερίου σε έναν μακρινό γαλαξία.”

Ο ερευνητής συνεχίζει εξηγώντας ότι αυτοί οι παράγοντες είναι σημαντικοί για την κατανόηση του μηχανισμού ενεργοποίησης της εκτίναξης– η ευδιάκριτη παλιρροιακή ουρά του γαλαξία.

Γαλαξιακές συγκρούσεις και παλιρροιακές ουρές

Η ερευνητική ομάδα που ανακάλυψε το ID2299 πιστεύει ότι δημιουργήθηκε κατά τη διάρκεια μιας σύγκρουσης μεταξύ δύο γαλαξιών και της τελικής συγχώνευσής τους. Κατά ειρωνικό τρόπο, αυτή η διαδικασία φαίνεται να έχει πυροδοτήσει την ταχεία απώλεια αερίου που τελικά θα το κάνει ανενεργό.

«Ο ID2299 είναι ένας γαλαξίας με μεγάλη μάζα σε αστέρια και σχηματίζει νέα αστέρια με ρυθμό 300 φορές ταχύτερο από τον Γαλαξία μας – αποτέλεσμα της σύγκρουσης μεταξύ δύο γαλαξιών», συν-συγγραφέας Chiara Circosta, Τμήμα Φυσικής &Αστρονομίας, University College. Λονδίνο, λέει στο ZME.

Η κύρια ένδειξη που δείχνει τη δημιουργία του ID2299 λόγω σύγκρουσης είναι το γεγονός ότι το εκτοξευόμενο αέριό του έχει τη μορφή παλιρροϊκής ουράς. Αυτά τα επιμήκη ρεύματα άστρων και αερίων που φτάνουν στο διαστρικό διάστημα είναι συχνά πολύ αμυδρά για να τα δει κανείς και θεωρείται ότι είναι αποτέλεσμα γαλαξιακών συγχωνεύσεων.

«Οι συγκρούσεις μεταξύ γαλαξιών είναι πολύ ισχυρά και θεαματικά φαινόμενα. Κατά τη διάρκεια της αλληλεπίδρασης, αναπτύσσονται παλιρροϊκές δυνάμεις και μπορούν να προκαλέσουν εκτόξευση αερίου μέσω των παλιρροϊκών ουρών», λέει ο Circosta. «Η μελέτη μας δείχνει ότι αυτές οι εκτοξεύσεις θα μπορούσαν να είναι αρκετά συχνές ώστε να σταματήσουν το σχηματισμό νέων άστρων σε έναν μεγάλο αριθμό τεράστιων γαλαξιών στο μακρινό Σύμπαν.


Αυτό που κάνει τα ευρήματα της ομάδας ακόμα πιο εντυπωσιακά είναι το γεγονός ότι πρόκειται για μια ανακάλυψη που έγινε κυρίως μέσω καλής τύχης.

Serendipity and a Series of Firsts

Επειδή οι παλιρροϊκές ουρές αερίου όπως αυτή που παρατήρησε η ομάδα να εκτινάσσεται από το ID2299 είναι εξαιρετικά αμυδρές και, επομένως, δύσκολο να παρατηρηθούν από τους αστρονόμους. Στην πραγματικότητα, η ομάδα δεν έψαχνε καθόλου για έναν γαλαξία όπως ο ID2299.

«Η ανακάλυψη αυτού του αντικειμένου ήταν τρελή. Επιθεωρούσα τα φάσματα των 100 γαλαξιών που σχηματίζουν αστέρια από το τηλεσκόπιο ALMA», λέει η Puglisi, η οποία συνεχίζει εξηγώντας ότι το φάσμα του γαλαξία ID2299 τράβηξε αμέσως την προσοχή της καθώς εμφάνιζε περίσσεια εκπομπής κοντά στην πολύ εμφανή γραμμή εκπομπής από το γαλαξίας. "Έμεινα πολύ έκπληκτος όταν μέτρησα τη ροή αυτής της υπερβολικής εκπομπής επειδή έδειχνε ότι ο γαλαξίας απέβαλε μεγάλη ποσότητα αερίου.

Η ανακάλυψη του ID2299 πυροδότησε μια συζήτηση εντός της ομάδας σχετικά με τον μηχανισμό που προκαλεί την εκτόξευση αερίου του αερίου με τόσο γρήγορο ρυθμό. Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οι εναλλακτικοί μηχανισμοί απλά δεν μπορούσαν να λογοδοτήσουν για την εκτίναξη σε τόσο μεγάλες ποσότητες.

«Συζητήσαμε πολύ για να καταλάβουμε ποια θα μπορούσε να ήταν η πιθανή αιτία αυτού του φαινομένου. Οι ευρείες συνιστώσες είναι αρκετά κοινές στα φάσματα των μακρινών γαλαξιών και συνήθως συνδέονται με τους γαλαξιακούς ανέμους», λέει ο Puglisi. "Ούτε η ενεργή μαύρη τρύπα ούτε ο ισχυρός σχηματισμός αστεριών που φιλοξενείται στο ID2299 ήταν αρκετά ισχυροί για να δημιουργήσουν αυτήν την εκτίναξη.

"Οι αριθμοί δεν αθροίστηκαν μόνο."

Τα επόμενα βήματα για την ομάδα είναι να χρησιμοποιήσει το ALMA για να κάνει παρατηρήσεις υψηλής ανάλυσης του ID2299 και την κίνηση του αερίου μέσα σε αυτό, προκειμένου να κατανοήσει καλύτερα την εκτίναξη αερίου που συμβαίνει εκεί. Κοιτάζοντας πέρα ​​από αυτόν τον γαλαξία, η Puglisi λέει ότι θα αναζητήσει παρόμοια περιστατικά και σε άλλους γαλαξίες.

«Προσωπικά βρίσκω αρκετά συναρπαστική τη μελέτη των αλληλεπιδράσεων και των συγχωνεύσεων των γαλαξιών. Αυτά τα φαινόμενα είναι οπτικά θεαματικά», προσθέτει ο ερευνητής. «Βρίσκω πολύ ποιητικό ότι οι γαλαξίες μπορούν να έρθουν κοντά ο ένας στον άλλο και να επηρεάσουν τη ζωή και την εξέλιξή τους τόσο δραματικά».

Η έρευνα που παρουσιάζει η ομάδα θα μπορούσε είτε να ανατρέψει τις τρέχουσες θεωρίες που υποδηλώνουν ότι το υλικό σχηματισμού άστρων εκτινάσσεται στην πραγματικότητα από τη δραστηριότητα υπερμεγέθων μαύρων οπών στο κέντρο των γαλαξιών είτε θα μπορούσε να προσφέρει έναν άλλο μηχανισμό με τον οποίο μπορεί να συμβεί αυτό. Είτε έτσι είτε αλλιώς, η ανακάλυψη αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στην κατανόησή μας για το πώς αναπτύσσονται οι γαλαξίες.

«Βλέπω την εξέλιξη των γαλαξιών ως ένα σύνθετο παζλ που οι ερευνητές προσπαθούν να ολοκληρώσουν μέσω των μελετών τους», καταλήγει ο Circosta. «Ένα κρίσιμο μέρος του παζλ αφορά τους μηχανισμούς που σταματούν τον σχηματισμό νέων αστεριών και «σκοτώνουν» τους γαλαξίες.

Αρχική έρευνα:

Puglisi. Α., Μπαμπάς. Ε., Μπρούσα. Μ., et al, «Μια τιτάνια διαστρικό μέσο εκτίναξη από έναν τεράστιο γαλαξία με αστρική έκρηξη στο z=1,4», Nature Astronomy, [2021], [DOI:10.1038/s41550-020-01268-x].


Οι εικόνες επιμονής επιβεβαιώνουν ότι ο κρατήρας Jezero ήταν κάποτε μια αρχαία λίμνη του Άρη

Το Perseverance της NASA περιφέρεται γύρω από τον Άρη για περισσότερο από επτά μήνες και έχει ήδη παραδώσει κάποια σημαντική επιστήμη. Τώρα, τα πρώτα αποτελέσματα από την αποστολή έχουν δημοσιευτεί και επιβεβαιώνουν τη φύση της περιοχής που στάλθηκε να εξερευνήσει το rover. Ο κρατήρας Jezero, ο τόπο

Το ηλιακό μας σύστημα θα ήταν παράξενο ακόμα κι αν δεν είχε ζωή

Πώς θα έμοιαζε το ηλιακό μας σύστημα αν ένας εξωγήινος το έβλεπε από άλλο πλανήτη, σε τροχιά γύρω από ένα μακρινό αστέρι; Πόσο απίθανο θα φαινόταν; Για πρώτη φορά στην ανθρώπινη ιστορία, χάρη στην πρόοδο στο κυνήγι εξωπλανητών, μπορούμε τώρα να απαντήσουμε σε αυτό το ερώτημα. Μπορούμε να βάλουμε ακό

Στις εικόνες:Ο πύραυλος εκτοξευόμενος από αέρα Virgin μεταφέρει 10 δορυφόρους «CubeSat» σε τροχιά

Το πρωί της 17ης Ιανουαρίου, ο πύραυλος LauncherOne της Virgin Orbit έκανε το πρώτο του επιτυχημένο ταξίδι σε τροχιά. Ο πύραυλος εκτοξεύτηκε κάτω από το φτερό ενός αεριωθούμενου αεροσκάφους και όχι από μια παραδοσιακή βάση εκτόξευσης στο έδαφος, από το Mojave Air and Space Port στην Καλιφόρνια. Είν