Gigantyczna spirala pyłu gazowego i gwiazd Messier 101 rozciąga się na 170 000 lat świetlnych i zawiera więcej niż bilion gwiazd. Źródło: NASA / ESA Hubble
Uważano, że z gracją ich obroty galaktyki spiralne osiągnęły swój obecny stan miliardy lat temu. Jednak badanie setek galaktyk podważa to pojęcie, ujawniając, że galaktyki spiralne, takie jak galaktyka Andromeda i nasza Droga Mleczna, nadal się zmieniają.
„Astronomowie sądzili, że galaktyki dyskowe w pobliskim wszechświecie osiedliły się w obecnej formie około 8 miliardów lat temu, przy niewielkim dodatkowym rozwoju”, powiedziała Susan Kassin, astronom z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt, MD, i badanie główny badacz w komunikacie prasowym. „Obserwowany przez nas trend pokazuje wręcz przeciwnie, że galaktyki stale się zmieniały w tym okresie”.
Badanie 544 galaktyk gwiazdotwórczych zaobserwowanych przez Ziemski Teleskop Keck i Hubble'a pokazuje, że galaktyki dyskowe, takie jak nasza Droga Mleczna, niespodziewanie osiągnęły swój obecny stan długo po ustaniu powstawania wielu gwiazd wszechświata. Źródło: NASA Goddard Space Flight Center
Astronomowie użyli podwójnego 10-metrowego uziemionego W.M. Obserwatorium Keck na szczycie wulkanu Mauna Kea na Hawajach i Kosmiczny Teleskop Hubble'a NASA w celu zbadania 544 galaktyk gwiazdotwórczych. Mówiąc astronomowie, galaktyki są bardziej odległe w czasie, a ich ruchy są losowe i niezorganizowane. Zbliżające się do obecnych galaktyki gwiazdotwórcze wyglądają jak uporządkowane układy w kształcie dysku. Rotacja w tych galaktykach przeważa nad innymi przypadkowymi ruchami wewnętrznymi. Galaktyki te stopniowo osiadają na dobrze zachowanych dyskach, a najbardziej masywne galaktyki zawsze wykazują wyższą organizację.
Ten wykres pokazuje frakcje osiadłych galaktyk dyskowych w czterech przedziałach czasowych, z których każda ma około 3 miliardy lat. Stale przesuwa się w kierunku wyższych odsetków osiadłych galaktyk bliższych teraźniejszości. W danym momencie najbardziej masywne galaktyki są najbardziej zasiedlone. Bardziej odległe i mniej masywne galaktyki wykazują średnio więcej niezorganizowanych ruchów wewnętrznych, z gazem poruszającym się w wielu kierunkach i wolniejszymi prędkościami obrotowymi. Źródło: NASA Goddard Space Flight Center
Próbki badanych galaktyk, z Deep Extragalactic Evolutionary Probe 2 (DEEP2) Redshift Survey, wahały się od 2 miliardów do 8 miliardów lat świetlnych od Ziemi o masach od 0,3 procent do 100 procent masy naszej własnej Galaktyki Mlecznej Drogi. Naukowcy przyjrzeli się wszystkim galaktykom w tym przedziale czasowym z liniami emisji wystarczająco jasnymi, aby określić ruchy wewnętrzne. Badacze skupili się na liniach emisji charakterystycznie emitowanych przez gaz w galaktyce. Linie emisji nie tylko mówią naukowcom o elementach tworzących galaktyki, ale także przesunięcie linii emisji na czerwono zawiera informacje o ruchach wewnętrznych i odległości.
„Wcześniejsze badania usunęły galaktyki, które nie wyglądały jak dobrze uporządkowane obracające się dyski, teraz powszechne w Space Magazine” - powiedział współautor Benjamin Weiner, astronom z University of Arizona w Tucson. „Zaniedbując je, badania te zbadały tylko te rzadkie galaktyki w odległym wszechświecie, które są dobrze zachowane i doszły do wniosku, że galaktyki się nie zmieniły”.
W ciągu ostatnich 8 miliardów lat fuzje między galaktykami, zarówno dużymi, jak i małymi, zmniejszyły się. Podobnie ogólny wskaźnik powstawania gwiazd i związane z nimi zakłócenia wywołane wybuchami supernowych. Naukowcy twierdzą, że oba czynniki mogą odgrywać rolę w nowo odkrytym trendzie.
Według naukowców z zespołu galaktyka Drogi Mlecznej przeszła ten sam chaotyczny wzrost i zmiany, jak galaktyki w próbce DEEP2, zanim osiągnęła swój obecny stan w tym samym czasie, w którym formowały się Słońce i Ziemia. Obserwując wzór, astronomowie mogą teraz dostosowywać symulacje komputerowe ewolucji galaktyk, dopóki nie powtórzą obserwacji. Następnie rozpocznie się polowanie, aby określić fizyczne procesy odpowiedzialne za trend.
Ta kosmologiczna symulacja śledzi rozwój galaktyki jednopłytowej przez całe życie Wszechświata; około 13,5 miliarda lat. Czerwone kolory pokazują stare gwiazdy, młode gwiazdy są białe i jasnoniebieskie, podczas gdy rozkład gazu jest jasnoniebieski. Wygenerowany komputerowo widok obejmuje około 300 000 lat świetlnych. Wykonanie symulacji na superkomputerze Pleiades w NASA Ames Research Center w Moffett Field w Kalifornii zajęło około 1 miliona godzin procesora. Źródło: F. Governato i T. Quinn (Univ. Of Washington), A. Brooks (Univ. Of Wisconsin, Madison) i J. Wadsley (McMaster Univ.).
Artykuł opisujący wyniki zostanie opublikowany w The Astrophysical Journal 20 października 2012 r.
Źródło: NASA
