Galaktikad olid ammu, ammu olnud väga viljakad; nad sünnitasid tähti vähemalt kümme korda kiiremini kui täna näeme.
Miks? Kas siis oli ümberringi rohkem asju, et tähti teha? Või kas galaktikad olid tollal tähtede tegemisel tõhusamad? Või midagi muud??
Dr Linda Tacconi, Saksamaa Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, viis rahvusvahelise astronoomide meeskonna välja selgitama, miks ... ja vastus näib olevat selline, et noored galaktikad toodi gaasidega lõpustesse.
"Oleme esimest korda suutnud tuvastada ja pildistada külmas molekulaarses gaasis tavalistes tähte moodustavates galaktikates, mis esindavad tüüpilisi massilisi galaktikate populatsioone vahetult pärast Suurt Pauku," ütles dr Tacconi.
Väljakutseid pakkuvad tähelepanekud annavad esimese ülevaate sellest, kuidas galaktikad või täpsemalt nendes galaktikates olev külm gaas nägid välja vaid 3–5 miljardit aastat pärast Suurt Pauku (samaväärne kosmoloogilise punanihkega z ~ 2 kuni z ~ 1). Tundub, et selles vanuses on galaktikad moodustanud tähed enam-vähem pidevalt, vähemalt kümme korda suurema kiirusega kui kohalikus universumis sarnastes massisüsteemides.
Nüüd on üsna hästi teada, et protogalaktikatest moodustunud galaktikad, mis ise moodustasid lokaalse ületiheduse, domineerisid külma tumeda aine - tumeda aine halogeenide - üle, kus äsjaneutraalne vesinik ja heelium kogusid ja jahusid. Kokkupõrgete ja ühinemiste ning mõne pideva gaasi kogunemise kaudu moodustasid proto-galaktikad paar miljardit aastat pärast Suurt Pauku noored galaktikad - lühidalt, hierarhiliseks kujunemiseks.
Külma gaasi ning selle jaotuse ja dünaamika üksikasjalikel vaatlustel on võtmeroll keerukate mehhanismide eraldamisel, mis vastutavad esimeste proto-galaktikate muutmise eest tänapäevasteks galaktikateks, näiteks Linnutee. Plateau de Bure millimeetri interferomeetris tehtud kaugete helendavate tähte moodustavate galaktikate suurem uuring on nüüd andnud läbimurde, vaadates tähtede moodustumise “toitu” otse. Uuringus kasutati ära observatooriumi radiomeetrite tundlikkuse hiljutised edusammud, et teha esimene süstemaatiline uuring normaalsete massiivsete galaktikate külma gaasi (süsinikmonooksiidi molekuli pöörlemisjoone järgi) omaduste kohta, kui universumis oli 40% ( z = 1,2) ja 24% (z = 2,3) praegusest vanusest. Varasemad vaatlused piirdusid suures osas haruldaste, väga helendavate objektidega, sealhulgas galaktikate ühinemiste ja kvaasaritega. Selle asemel jälgib uus uuring massiivseid tähekujulisi galaktikaid, mis esindavad selle massi- ja punanihke ulatuse keskmist galaktikate keskmist populatsiooni.
"Kui me umbes aasta tagasi programmi alustasime," ütles dr Tacconi, "ei saanud me olla kindlad, et isegi midagi avastame. Kuid vaatlused olid edukad, ületades meie kõige optimistlikumaid lootusi. Oleme suutnud näidata, et massiivsetel normaalsetel galaktikatel z ~ 1,2 ja z ~ 2,3 oli gaasi viis kuni kümme korda rohkem, kui näeme kohalikus universumis. Arvestades, et need galaktikad moodustasid pika aja jooksul gaasi suurel määral, tähendab see, et gaasi tuleb pidevalt täiendada pimeda aine halost eraldamise teel, suurepäraselt kooskõlas hiljutise teoreetilise tööga. "
Nende vaatluste teine oluline tulemus on esimesed ruumiliselt lahendatud kujutised külma gaasi jaotumisest ja liikumisest mitmes galaktikas. "See uuring on avanud ukse täiesti uuele galaktikate evolutsiooni uurimise võimalusele," ütleb IRAMi direktor Pierre Cox. "See on tõesti põnev ja ees on veel palju muud."
"Need põnevad leiud pakuvad meile olulisi vihjeid ja piiranguid järgmise põlvkonna teoreetilistele mudelitele, mida kasutame galaktikate arengu varajaste etappide üksikasjalikumaks uurimiseks," ütleb Saksamaa tipptasemel tähtede moodustumise ja galaktikate arengu spetsialist Andreas Burkert. Klastri universum. "Lõpuks aitavad need tulemused mõista meie Linnutee päritolu ja arengut."
EGS 1305123 pildi kohta: tüüpilise massiivse galaktika ruumiliselt eraldatud optilised ja millimeetrised kujutised punasekkel z = 1,1 (5,5 miljardit aastat pärast suurt pauku). Vasakpoolne pilt tehti Hubble'i kosmoseteleskoobiga V- ja I-optilistes ribades, kaugete galaktikate AEGIS-uuringu osana. Parempoolne pilt on CO-2-emissiooni ülekate, mida on täheldatud P-plaadil (punane / kollane värv), mis asetseb I-kujutisel (hall). Esmakordselt näitavad need tähelepanekud selgelt, et massiivsete tähtede molekulaarjoone emissioon ja optiline valgus jälitavad massiivset pöörlevat ketast läbimõõduga ~ 60 000 valgusaastat. Selle ketta suurus ja struktuur on sarnased z ~ 0 kettagalaktikates, näiteks Linnutee puhul. Sellel kettal on külma gaasi mass umbes suurusjärku suurem kui tüüpilistes z ~ 0 kettagalaktikates. See seletab, miks kõrge z-ga galaktikad võivad moodustada pidevalt umbes kümme korda suurema kiirusega kui tüüpilised z ~ 0 galaktikad.
Allikad: Max Plancki Maavälise Füüsika Instituut, Tacconi jt. (2010), Loodus 463, 781 (eeltrükk: arXiv: 1002.2149)
