Κοσμικός Ιστός &Σχηματισμός Αστέρων:Πώς χτίζονται και εξελίσσονται οι γαλαξίες

Εκατομμύρια παρατηρήσεις έχουν δείξει ότι οι γαλαξίες τείνουν να συσσωρεύονται σε σμήνη. Τα σμήνη γαλαξιών, όπως ονομάζονται αυτές οι δομές, συνδέονται μέσω νημάτων, όπως σε έναν τεράστιο, παγκόσμιο ιστό αράχνης. Τα νήματα των γαλαξιών είναι οι μεγαλύτερες γνωστές δομές στο σύμπαν, που αποτελούνται από τεράστια δίκτυα υπερσμήνων γαλαξιών. Σε μια πρόσφατη μελέτη, μια ομάδα διαπίστωσε ότι αυτά τα κοσμικά νημάτια μπορούν επίσης να παίξουν ρόλο στο πώς σχηματίζονται και εξελίσσονται οι γαλαξίες (ακόμα και τα μεμονωμένα αστέρια).

Η πανοραμική άποψη ολόκληρου του εγγύς υπέρυθρου ουρανού αποκαλύπτει την κατανομή των γαλαξιών πέρα από τον Γαλαξία. Η εικόνα προέρχεται από τον 2MASS Extended Source Catalog (XSC)—περισσότερους από 1,5 εκατομμύρια γαλαξίες και τον Point Source Catalog (PSC)—σχεδόν 0,5 δισεκατομμύρια αστέρια Milky Way. Οι γαλαξίες είναι χρωματικοί κωδικοποιημένοι με κόκκινη μετατόπιση (αριθμοί σε παρένθεση). Εικόνα μέσω Wikimedia Commons.

Η βαρύτητα είναι το κλειδί για το σχηματισμό σμηνών γαλαξιών. Οι γαλαξίες μέσα σε τέτοια σμήνη είναι βαρυτικά δεσμευμένοι και μερικές φορές μπορούν ακόμη και να συγχωνευθούν ή να καταναλωθούν ο ένας τον άλλον. Αυτές οι αλληλεπιδράσεις δεν περιορίζονται σε μακρινές γωνιές του σύμπαντος - συμβαίνουν και στον Γαλαξία μας, με τον γαλαξία μας να συγκρούεται με την Ανδρομέδα, και έχουμε δει επίσης σημάδια τέτοιων γεγονότων στο παρελθόν. Καθώς συγχωνεύονται και χορεύουν στο σύμπαν, οι γαλαξίες αλλάζουν τα σχήματα και τη σύνθεσή τους, μια διαδικασία που έχει μελετηθεί καλά σε τοπικές ομάδες γαλαξιών, αλλά λιγότερο εξερευνημένη σε μεγαλύτερες δομές.

Προηγούμενες μελέτες χρησιμοποίησαν προσομοιώσεις μοντέλων για να κατανοήσουν την επίδραση του κοσμικού ιστού στο σχηματισμό άστρων γαλαξιών. Είχε προβλεφθεί ότι οι γαλαξίες σε σμήνη έχουν λιγότερο αέριο, το οποίο είναι το συστατικό που βοηθά στο σχηματισμό των αστεριών. Αλλά στην παρούσα μελέτη, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν πραγματικές παρατηρήσεις από 245 γαλαξίες στα νήματα του τοπικού σμήνους Virgo από το ραδιοτηλεσκόπιο στο Nançay της Γαλλίας και το τηλεσκόπιο IRAM-30m στο Pico Veleta της Ισπανίας.

Η θέση των νηματίων που μελετήθηκαν. Πιστώσεις εικόνας:LASTRO/EPFL

Οι 245 γαλαξίες που ερευνήθηκαν περιέχουν μονοξείδιο του άνθρακα και ουδέτερα ατομικά αέρια υδρογόνου, βασικά στοιχεία που επιβεβαιώνουν εάν ένας γαλαξίας σχηματίζει πολλά αστέρια ή όχι. Η ομάδα εξέτασε την απόσταση κάθε γαλαξία από το κέντρο του σμήνος και το αντίστοιχο νήμα τους.  Η ανάλυσή τους έδειξε ότι οι νέοι γαλαξίες είναι πιο πιθανό να χάσουν το αέριο τους εάν σχηματιστούν κοντά στις πυκνές περιοχές του σμήνους. Κάθε φορά που οι γαλαξίες βρίσκονται πιο μακριά από τα νήματα ή το κέντρο του σμήνος, τείνουν να έχουν περισσότερο ατομικό υδρογόνο, το οποίο σχετίζεται με έναν υψηλότερο σχηματισμό αστέρων. 

Οι ερευνητές παρατήρησαν επίσης ότι οι γαλαξίες πρώιμου τύπου τείνουν να ζουν στα νημάτια και σε πιο πυκνές περιοχές από τους νεότερους γαλαξίες. Τα πιο ογκώδη τείνουν να ζουν γύρω από το κέντρο των νημάτων όπου καταβροχθίζουν μικρότερους γείτονες και συνεχίζουν να αυξάνουν τη μάζα τους.  

Με βάση αυτές τις νέες ιδέες, τα νήματα φαίνεται να είναι ένα μεταβατικό περιβάλλον, ένα καθαρτήριο όπου οι γαλαξίες πηγαίνουν πριν πέσουν σε ένα σμήνος. Εδώ, οι γαλαξίες επιβραδύνουν ή σταματούν εντελώς τον σχηματισμό άστρων. Αυτή η μελέτη είναι η πρώτη που δείχνει πόσο σημαντικός είναι ο κοσμικός ιστός για τη γαλαξιακή εξέλιξη και μπορεί να ανοίξει νέους δρόμους για έρευνα σχετικά με θεωρίες που εξηγούν τον σχηματισμό γαλαξιών και άστρων.

Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο Astronomy &Astrophysics.

Paula Ferreira

Η Paula είναι μετεωρολόγος που τώρα είναι διδάκτορας στη Φυσική. Θα παρατηρήσετε ότι οι αναρτήσεις της αφορούν κυρίως την κοσμολογία, την αστρονομία και την ατμοσφαιρική επιστήμη.