Har du en tonåring? Då känner du till historien. Och medan du är på det behöver deras bil gas. Uppenbarligen finns det en anledning till ordet "universal", eftersom tonårsgalaxier inte är mycket annorlunda. Tack vare några nya studier gjorda av ESO: s Very Large Telescope har astronomer kunnat titta mycket närmare på ungdomars galaxer och deras "matvanor" under deras utveckling. Cirka 3 till 5 miljarder år efter Big Bang var de lyckligast när de bara fick gas, men senare utvecklade de en glupsk aptit ... för mindre galaxer!
Forskare har länge varit medvetna om att tidiga galaxstrukturer var mycket mindre än storspiralerna och starka elliptiska som fyller det nuvarande universum. Att räkna ut exakt hur galaxer tynger - och var bulkförsörjningen kommer ifrån - har emellertid förblivit en gåta. Nu har en internationell grupp astronomer tagit på sig mer än hundra timmars observationer med VLT för att avgöra hur gasrika galaxer utvecklades.
"Två olika sätt att växa galaxer tävlar: våldsamma sammanslagning av händelser när större galaxer äter mindre, eller ett jämnare och kontinuerligt flöde av gas till galaxer." förklarar teamledare, Thierry Contini (IRAP, Toulouse, Frankrike). "Båda kan leda till att många nya stjärnor skapas."
Åtagandet är MASSIV - Mass Assembly Survey med VIsible imaging Multi-Object Spectrograph, en kraftfull kamera och spektrografi på VLT. Det är otrolig utrustning som används för att mäta avstånd och egenskaper hos de mätta galaxerna. Inte bara undersökningen i den nära infraröda, utan använde också en integrerad fältspektrograf och adaptiv optik för att förfina bilderna. Detta gör det möjligt för astronomer att kartlägga inre galaxrörelser och innehåll, samt att ge plats för några mycket överraskande resultat.
”För mig var den största överraskningen upptäckten av många galaxer utan rotation av deras gas. Sådana galaxer observeras inte i det närliggande universum. Ingen av de aktuella teorierna förutspår dessa objekt, säger Benoît Epinat, en annan medlem av teamet.
"Vi förväntade oss inte heller att så många av de unga galaxerna i undersökningen skulle ha tyngre element koncentrerade i deras yttre delar - det är precis motsatsen till vad vi ser i galaxer idag," tillägger Thierry Contini.
Dessa resultat pekar på en stor förändring under de galaktiska "tonåren". Under någon tid under det unga universumstaten var smidigt gasflöde en betydande byggsten - men sammanslagningar skulle senare spela en viktigare roll.
”För att förstå hur galaxer växte och utvecklades måste vi titta på dem i största möjliga detalj. SINFONI-instrumentet på ESO: s VLT är ett av de mest kraftfulla verktygen i världen för att dissekera unga och avlägsna galaxer. Det spelar samma roll som ett mikroskop gör för en biolog, ”tillägger Thierry Contini.
Teamet planerar att fortsätta studera dessa galaxer med framtida instrument på VLT samt att använda ALMA för att studera den kalla gasen i dessa galaxer. Men deras arbete med gas är inte den enda "stationen" på blocket. I en separat studie ledd av Kate Rubin (Max Planck Institute for Astronomy) har Keck I-teleskopet på Mauna Kea, Hawaii, använts för att undersöka gas förknippad med hundra galaxer på avstånd mellan 5 och 8 miljarder ljusår - de äldre tonåren. De har hittat initiala bevis på att gas flyter tillbaka till avlägsna galaxer som aktivt bildar nya stjärnor.
Tydligen, som en tonåring med munchiesna, hittar materien vägen in i de galaktiska magen. En matningsteori är ett inflöde från enorma lågdensitetsgasbehållare som fyller de intergalaktiska håligheterna ... en annan är en enorm kosmisk materiecykel. Även om det finns väldigt lite bevis för att stödja någon av hypotesen, har gaser observerats flyta bort från vissa galaxer och kan förflyttas av flera olika källor - till exempel supernovahändelser eller grupptryck från gigantiska stjärnor.
”När denna gas dras bort dras den tillbaka av galaxens tyngdkraft och kan komma in i samma galax i tidsskalor på en till flera miljarder år. Denna process kan lösa mysteriet: gasen vi finner i galaxer kan bara vara ungefär hälften av råmaterialet som hamnar som bränsle för stjärnbildning. " säger Dr. Rubin. ”Stora mängder gas fångas under transport, men kommer att komma in i galaxen i rätt tid. Lägg till galaxens gas och den gas som för närvarande genomgår kosmisk återvinning, och det finns en tillräcklig mängd råmaterial för att ta hänsyn till de observerade hastigheterna för stjärnbildningen. "
Det kan mycket väl handla om kosmisk återvinning ... men jag känner mig säkrare att gömma mina kakor.
Ursprungliga berättelsekällor: ESO-nyhetsmeddelande och MPIA Science-nyhetsmeddelande. För vidare läsning: forskningsdokument 1, forskningsdokument 2, forskningsdokument 3 och forskningsdokument 4.
