Kép a SHARDS tanulmányból. Köszönetnyilvánítás: SHARDS kutatócsoport
Az új képek részletes nyomokat tártak fel arra vonatkozóan, hogyan keletkeztek az első csillagok és struktúrák az Univerzumban, és arra utalnak, hogy a galaxis kialakulása lendületesen indult.
A Nottingham Egyetem és a Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) csillagászokból álló nemzetközi csapata a Hubble Űrtávcső (HST) és a Gran Telescopio Canarias (GTC), az úgynevezett Frontier Fields, hogy megtalálják és tanulmányozzák a közeli univerzum legkisebb leghalványabb galaxisait. Ez feltárta, hogy a galaxis kialakulása valószínűleg rosszindulatú lesz. Az első eredmények most jelentek meg a folyóiratban A Royal Astronomical Society (MNRAS) havi közleményei.
Az egyik legérdekesebb kérdés, amelyre a csillagászok évtizedek óta próbálnak választ adni, az, hogyan és mikor keletkeztek az első galaxisok. Ami a módját illeti, az egyik lehetőség az, hogy a galaxisokon belüli első csillagok kialakulása egyenletes ütemben indult meg, és lassan egy egyre nagyobb tömegű rendszert épített ki. Egy másik lehetőség az, hogy a formáció erőszakosabb és nem folyamatos volt, intenzív, de rövid ideig tartó csillagkeletkezési kitörésekkel, amelyeket olyan események váltottak ki, mint például az egyesülések és a fokozott gázfelszaporodás.
„A galaxis kialakulása egy autóhoz hasonlítható” – magyarázza Pablo G. Pérez-González, a lap egyik társszerzője, a Centro de Astrobiología (CAB/CSIC-INTA) tagja. Spanyolország, és a tanulmány mögötti nemzetközi együttműködés vezető kutatója. „Az első galaxisok rendelkezhettek egy „dízel” csillagképző motorral, amely lassan, de folyamatosan új csillagokat hoz létre, különösebb gyorsulás nélkül, és a gázt hosszú időn keresztül viszonylag kis csillagokká alakítja. Vagy a formáció szaggatott is lehetett, a csillagkeletkezések kitörései hihetetlenül nagy csillagokat produkáltak, amelyek megzavarják a galaxist, és egy időre vagy akár örökre leállítják tevékenységét. Mindegyik forgatókönyv különböző folyamatokhoz kapcsolódik, mint például a galaxisok egyesülései vagy a szupermasszív fekete lyukak hatása, és ezek hatással vannak arra, hogy mikor és hogyan keletkezett az életünkhöz nélkülözhetetlen szén vagy oxigén.”
Az Univerzum néhány legnagyobb tömegű galaxishalmazának gravitációs lencse erejét felhasználva a rendkívüli GTC-adatokkal, amelyek a Survey for High-z Red and Dead Sources (SHARDS) elnevezésű projektből származnak, a csillagászok a közelben kialakult legelső galaxisok analógjait keresték. az Univerzumot, hogy sokkal részletesebben tanulmányozhassák őket.
Dr. Alex Griffiths, a Nottingham Egyetem munkatársa volt az egyik vezető brit kutató a tanulmányban, és elmagyarázza: „Amíg nincs meg az új James Webb űrteleszkóp, nem tudjuk megfigyelni a valaha kialakult első galaxisokat, csak túl halványak. Ezért hasonló vadállatokat kerestünk a közeli Univerzumban, és a jelenlegi legerősebb távcsövekkel boncoltuk fel őket.
A kutatók a legfejlettebb teleszkópok, például a HST és a GTC erejét „természetes teleszkópok” segítségével kombinálták. Chris Conselice, a Manchesteri Egyetem professzora a tanulmány társszerzője, aki elmondta: „Egyes galaxisok nagy csoportokban élnek, úgynevezett halmazokban, amelyek hatalmas tömeget tartalmaznak csillagok formájában, de gázokat és sötét anyag. Tömegük olyan nagy, hogy meghajlítják a téridőt, és természetes teleszkópként működnek. Gravitációs lencséknek hívjuk őket, és lehetővé teszik, hogy megnövelt fényerővel és nagyobb térbeli felbontással lássunk halvány és távoli galaxisokat.”
E hatalmas, gravitációs teleszkópként működő halmazok némelyikének megfigyelése a Frontier Field felmérés alapja. A tanulmány kimutatta, hogy a galaxis kialakulása valószínűleg leáll-kezdődik tevékenységi kitörésekkel, majd elalvásokkal. Dr. Griffiths, a Nottinghami Egyetem munkatársa a következőket mondta: „A fő eredményünk az, hogy a galaxisok kialakulásának kezdete görcsös, akár egy rángatózó autómotor, a csillagkeletkezés fokozódásának időszakait álmos időszakok követik. Nem valószínű, hogy a galaxisok egyesülései jelentős szerepet játszottak a csillagkeletkezési kitörések kiváltásában, és valószínűbb, hogy alternatív okok miatt, amelyek fokozzák a gázok felhalmozódását, meg kell keresés azoknak az alternatíváknak.
„A kiváló minőségű SHARDS-adatoknak köszönhetően sikerült megtalálnunk ezeket az objektumokat a Hubble Űrteleszkóp képi adataival párosulva, hogy az újonnan képződött csillagok által felmelegített forró gázt detektálhassuk nagyon kicsi galaxisokban. Ez a forró gáz bizonyos hullámhosszakon bocsát ki, amit emissziós vonalaknak nevezünk, mint egy neonfény. Ezen emissziós vonalak elemzése betekintést nyújthat egy galaxis kialakulásába és fejlődésébe.”
„A SHARDS Frontier Fields GTC-vel végzett megfigyelései a valaha felvett legmélyebb adatokat szolgáltatták a törpegalaxisok emissziós vonalaik révén történő felfedezéséhez, lehetővé téve a közelmúltban kiváltott csillagkeletkezési rendszerek azonosítását” – teszi hozzá Pérez-González, a tanulmány egyik társszerzője. a papír és a GTC SHARDS Frontier Fields projekt vezető kutatója.
Hivatkozás: „Emission Line Galaxies in the SHARDS Frontier Fields I: Candidate Selection and the Discovery of Bursty Ha Emitters” 20. október 2021., A Királyi Csillagászati Társaság havi értesítése.
DOI: 10.1093 / mnras / stab2566
