En gigantisk spiral av gasdamm och stjärnor, Messier 101 sträcker sig över 170 000 ljusår och innehåller mer än en biljonstjärnor. Kredit: NASA / ESA Hubble
Graciösa i sina vändningar trodde spiralgalaxer ha nått sitt nuvarande tillstånd för miljarder år sedan. En studie av hundratals galaxer upprör emellertid den uppfattningen som avslöjar att spiralgalaxier, som Andromedagalaxen och vår egen Vintergatan, har fortsatt att förändras.
"Astronomer trodde att skivgalaxer i det närliggande universum hade bosatt sig i sin nuvarande form för ungefär 8 miljarder år sedan, med lite ytterligare utveckling sedan," säger Susan Kassin, en astronom vid NASA: s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Md., Och studiens ledande forskare i ett pressmeddelande. "Trenden vi har sett i stället visar det motsatta, att galaxer förändrades stadigt under denna tidsperiod."
En studie av 544 stjärnbildande galaxer observerade av det jordbaserade Keck- och Hubble-rymdteleskopet visar att skivgalaxer som vår Vintergalax oväntat nådde sitt nuvarande tillstånd långt efter att mycket av universumets stjärnbildning upphörde. Kredit: NASA: s Goddard Space Flight Center
Astronomer använde tvillingen 10 meter jordbunden W.M. Keck-observatoriet ovanpå Hawaii's Mauna Kea-vulkan och NASA: s Hubble Space Telescope för att studera 544 stjärnbildande galaxer. Längre tillbaka i tiden tenderar galaxer att vara mycket olika, säger astronomer, med slumpmässiga och oorganiserade rörelser. Närmare nuvarande, stjärnbildande galaxer ser ut som välordnade skivformade system. Rotation i dessa galaxer trummar andra interna slumpmässiga rörelser. Dessa galaxer slår sig gradvis in i väl uppförda diskar med de mest massiva galaxerna alltid visar högre organisation.
Denna plot visar fraktionerna av sedimenterade galaxer i fyra tidsintervall, var och en cirka 3 miljarder år lång. Det finns en jämn förskjutning mot högre procentsatser av bosatta galaxer närmare dagens. Vid varje given tidpunkt är de mest massiva galaxerna de mest bosatta. Mer avlägsna och mindre massiva galaxer visar i genomsnitt mer ororganiserade inre rörelser, med gas som rör sig i flera riktningar och långsammare rotationshastigheter. Kredit: NASA: s Goddard Space Flight Center
Provtagningen av studerade galaxer, från Deep Extragalactic Evolutionary Probe 2 (DEEP2) Redshift Survey, sträckte sig mellan 2 och 8 miljarder ljusår från jorden med massor mellan 0,3 och 100 procent av vår egen Vintergalax. Forskare tittade på alla galaxer i detta tidsintervall med utsläppslinjer som är tillräckligt ljusa för att bestämma interna rörelser. Forskare fokuserade på utsläppslinjer som kännetecknas av gas i galaxen. Utsläppslinjerna berättar inte bara forskare om de element som utgör galaxerna utan också röd förskjutning av utsläppslinjer innehåller information om de interna rörelserna och avståndet.
"Tidigare studier tog bort galaxer som inte såg ut som de välordnade roterande skivorna som nu är vanliga i Space Magazine," sa medförfattaren Benjamin Weiner, en astronom vid University of Arizona i Tucson. "Genom att försumma dem undersökte dessa studier bara de sällsynta galaxerna i det avlägsna universum som är väl uppförda och drog slutsatsen att galaxer inte förändrades."
Under de senaste 8 miljarder åren har sammanslagningarna mellan galaxer, både stora och små, minskat. Så har den övergripande hastigheten för stjärnbildning och tillhörande störningar på grund av supernovaexplosioner. Båda faktorerna kan spela en roll i den nyligen hittade trenden, säger forskare.
Vintergalaxen kan ha gått igenom samma kaotiska växande och förändrade som galaxerna i DEEP2-provet innan de satte sig i sitt nuvarande tillstånd ungefär samtidigt som solen och jorden bildades, säger forskare. Genom att observera mönstret kan astronomer nu justera datorsimuleringar av galaxens utveckling tills de replikerar observationerna. Då kommer jakten att bestämma de fysiska processerna som är ansvariga för trenden.
Denna kosmologiska simulering följer utvecklingen av en enda skivgalax under universumets liv; cirka 13,5 miljarder år. Röda färger visar gamla stjärnor, unga stjärnor visar som vita och ljusblå medan fördelningen av gasen visas som en ljusblå. Den datorgenererade vyn sträcker sig över 300 000 ljusår. Simuleringen, som körs på Pleiades-superdatorn vid NASA: s Ames Research Center i Moffett Field, Kalifornien, tog cirka 1 miljon CPU-timmar att slutföra. Kredit: F. Governato och T. Quinn (Univ. Of Washington), A. Brooks (Univ. Av Wisconsin, Madison) och J. Wadsley (McMaster Univ.).
Ett papper med detaljer om resultaten kommer att publiceras i 20 oktober 2012 The Astrophysical Journal.
Källa: NASA
