Około dekady temu standardowe modele kosmologiczne napotkały niewielki problem, gdy zastosowano je do Drogi Mlecznej… brakujące galaktyki satelitarne. Co stało się z pozostałymi 480, które powinny tam być? Albo nie istnieją - albo z jakiegoś powodu ich nie widzimy. Dzięki badaniom przeprowadzonym w ramach projektu LIDAU i dwóm badaczom z Observatoire Astronomique de Strasbourg, możemy po prostu znaleźć odpowiedź.
Około 150 milionów lat po Wielkim Wybuchu pierwsze gwiazdy Wszechświata zaczęły pojawiać się z zimnego, elektrycznie obojętnego wodoru i gazu helu, który go wypełnił. Gdy ich intensywne światło przecina atomy wodoru, przywraca je do stanu plazmy w procesie zwanym reionizacją. Rzeczy naprawdę zaczęły się stamtąd rozgrzewać… gaz zaczął wymykać się grawitacji galaktyk o niskiej masie, w wyniku czego utracili zdolność formowania gwiazd. Obliczając obserwowalne konsekwencje tego procesu, Pierre Ocvirk i Dominique Aubert wykazali, że pierwsze gwiazdy Drogi Mlecznej miały moc reionizacji i „jest to rzeczywiście niezbędny proces w standardowym modelu formowania się galaktyk”. Ten stan fotoodparowania starannie wyjaśnia rzadkość i wiek towarzyszy Drogi Mlecznej oraz podaje powód, dla którego galaktyki satelitarne są rzadkie w tej okolicy.
„Z drugiej strony ich wrażliwość na promieniowanie UV oznacza, że galaktyki satelitarne są dobrymi sondami epoki reionizacji. Co więcej, znajdują się one stosunkowo blisko, od 30000 do 900000 lat świetlnych, co pozwala nam badać je bardzo szczegółowo, szczególnie w nadchodzącej generacji teleskopów. ” mówi Ocvirk. „W szczególności badanie ich gwiezdnej zawartości w odniesieniu do ich pozycji może dać nam cenny wgląd w strukturę lokalnego pola promieniowania UV podczas reionizacji”.
Obecna teoria mówi, że to fotoparowanie było po prostu spowodowane pobliskimi galaktykami, co spowodowało jednolite wydarzenie - ale nowy model zbudowany przez dwóch francuskich badaczy dowodzi, że to założenie jest błędne. Ich numeryczna symulacja w wysokiej rozdzielczości uwzględnia dynamikę ciałek ciemnych materii od początku do końca, a także wynikowy wpływ gazu na powstawanie gwiazd i promieniowanie UV.
„Po raz pierwszy model uwzględnia wpływ promieniowania emitowanego przez pierwsze gwiazdy powstałe w centrum Drogi Mlecznej na jej galaktyki satelitarne. Rzeczywiście, w przeciwieństwie do poprzednich modeli, pole promieniowania wytwarzane w tej konfiguracji nie jest równomierne, ale zmniejsza się intensywność w miarę oddalania się od źródła. ” wyjaśnia Ocvirk. „Z jednej strony galaktyki satelitarne blisko centrum galaktyki widzą, jak ich gaz bardzo szybko odparowuje. Tworzą tak mało gwiazd, że nie można ich wykryć za pomocą obecnych teleskopów. Z drugiej strony, bardziej odległe galaktyki satelitarne doświadczają średnio słabszego napromieniowania. Dlatego udaje im się dłużej utrzymywać swój gaz i tworzyć więcej gwiazd. W rezultacie są łatwiejsze do wykrycia i wydają się liczniejsze ”.
Gdzie zawiodły wstępne założenia? W poprzednich modelach sądzono, że reionizacja zachodzi na równomiernie rozłożonym tle UV, ale pierwsze gwiazdy Drogi Mlecznej już wyrządziły szkody, zużywając satelity. Jak sugerują badania, nasza galaktyka jest odpowiedzialna za brak mniejszych towarzyszy.
Mówi Ocvirk; „Ten nowy scenariusz ma głębokie konsekwencje dla formowania się galaktyk i interpretacji przyszłych badań astronomicznych. Rzeczywiście, na galaktyki satelitarne wpływa pole pływowe naszej galaktyki i można je powoli trawić w aureoli gwiezdnej naszej galaktyki. Można je również rozciągać na włókna i tworzyć gwiezdne strumienie. ”
Jest to bardzo interesująca nowa koncepcja i będzie jednym z głównych celów naukowych misji kosmicznej Gaia, zaplanowanej na start w 2013 roku. Do tego czasu zespół Observatoire Astronomique de Strasbourg będzie kontynuował wysiłki na rzecz lepszego zrozumienia procesów radiacyjnych podczas reionizacji.
Oryginalna historia Źródło: Observatoire Astronomique de Strasbourg Komunikat prasowy. Do dalszej lektury: sygnatura wewnętrznej reionizacji Drogi Mlecznej i współpracy LIDAU (Light In the Dark Ages of the Universe).
