A galaxisok régen, nagyon régen nagyon hevesek voltak; csillagokat szültek olyan sebességgel, amely legalább tízszer nagyobb, mint amit ma látunk.
Miért? Volt akkor még több cucc, hogy csillagokat készítsen? Vagy a galaxisok akkoriban hatékonyabbak voltak a csillagkészítésben? Vagy valami más??
Dr. Tacconi Linda, a németországi Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik-ból vezette egy nemzetközi csillagászcsoportot, hogy kiderítse, miért… és úgy tűnik, hogy a válasz az, hogy a fiatal galaxisokat gázokkal töltötték meg a kopoltyúkba.
"Első alkalommal képesek voltunk felismerni és leképezni a hideg molekuláris gázt normál csillagképző galaxisokban, amelyek a tipikus hatalmas galaxispopulációkra jellemzőek röviddel a Nagyrobbanás után" - mondta Dr. Tacconi.
A kihívásokkal teli megfigyelések az első pillantást vetik arra, hogy a galaxisok, pontosabban a hideggáz ezekben a galaxisokban, csupán a 3-5 milliárd évvel a Nagyrobbanás után látszottak (ez megfelel a z ~ 2 - z ~ 1 kozmológiai vöröseltolódásnak). Ebben a korban úgy tűnik, hogy a galaxisok csillagokat képeznek többé-kevésbé folyamatosan, legalább tízszeresével olyan sebességgel, mint amit a helyi világegyetem hasonló tömegrendszereiben láttak.
Ma már ésszerűen bebizonyosodott, hogy a proto-galaxisokból képződött galaxisok, amelyek maguk lokális túl sűrűségben képződtek, és a hideg sötét anyag dominálják - sötét anyag halók -, ahol az újonnan semleges hidrogén és hélium összegyűlt és lehűlt. Összeütközések és egyesülések, valamint néhány folyamatban lévő gázgyűjtés révén a proto-galaxisok fiatal galaxiseket hoztak létre, néhány milliárd évvel a Nagyrobbanás után - röviden, hierarchikus formációban.
A hideg gáz, valamint annak eloszlása és dinamikája részletes megfigyelése kulcsszerepet játszik az első proto-galaxisok modern galaxisokká, például a Tejútvá alakításáért felelős komplex mechanizmusok szétbontásában. A távoli, világító csillagképző galaxisok egyik fő tanulmánya a Plateau de Bure milliméter-interferométerrel áttörést eredményezett, mivel a csillagképződés „ételét” közvetlenül megnézte. A tanulmány kihasználta az obszervatóriumban a radiométerek érzékenységének jelentős előrelépéseit, hogy elvégezzék az első szisztematikus felmérést a normál hatalmas galaxisok hideggáz-tulajdonságairól (a szén-monoxid-molekula forgási vonalát követve), amikor az univerzum 40% volt ( z = 1,2) és jelenlegi életkorának 24% -a (z = 2,3). A korábbi megfigyelések nagyrészt csak ritka, nagyon világító tárgyakra korlátozódtak, ideértve a galaxisok összeolvadását és a kvazárokat is. Az új tanulmány ehelyett nyomon követi a hatalmas csillagképző galaxisokat, amelyek reprezentálják a „normális”, átlagos galaxispopulációt ebben a tömeg- és vöröseltolódási tartományban.
"Amikor kb. Egy éve indítottuk a programot," mondja Dr. Tacconi, "nem lehetettünk biztosak benne, hogy bármit is észlelünk. A megfigyelések azonban a legoptimistább reményeink mellett is sikeresek voltak. Meg tudtuk mutatni, hogy a masszív normál galaxisok z ~ 1,2 és z ~ 2,3 ponton ötször-tízszeresen több gázzal rendelkeznek, mint amit a helyi világegyetemben látunk. Tekintettel arra, hogy ezek a galaxisok hosszú időn keresztül nagy sebességgel bocsátanak ki gázt, ez azt jelenti, hogy a gázt folyamatosan ki kellett tölteni a sötét anyag haloszkópiájának feltárásával, kitűnően összhangban a legújabb elméleti munkával. "
Ezeknek a megfigyeléseknek a másik fontos eredménye a hideggáz eloszlásának és mozgásainak első, térben feloldott képei a galaxisok számos részén. "Ez a felmérés egy teljesen új utat nyitott meg a galaxisok fejlődésének tanulmányozására" - mondta Pierre Cox, az IRAM igazgatója. "Ez nagyon izgalmas, és még sok más vár még."
"Ezek a lenyűgöző eredmények fontos nyomokat és korlátokat nyújtanak a következő generációs elméleti modellekhez, amelyeket részletesebben tanulmányozunk a galaxis fejlődésének korai szakaszaiban" - mondja Andreas Burkert, a csillagképződés és a galaxisok evolúciójának szakember a német kiválóságnál. Cluster Universe. "Végül ezek az eredmények segítenek megérteni a Tejút eredetét és fejlődését."
Az EGS 1305123 képéről: Egy tipikus hatalmas galaxis térben elbontott optikai és milliméter képei z = 1,1 vöröseltolódással (5,5 milliárd évvel a nagy robbanás után). A bal oldali képet a Hubble Űrtávcsővel készítették a V- és az I-optikai sávokban, a távoli galaxisok AEGIS felmérésének részeként. A jobb oldali kép az I-képre (szürke) helyezett PdBI-vel (piros / sárga szín) megfigyelt CO 3-2-kibocsátás fedése. Ezek a megfigyelések először mutatják egyértelműen, hogy a molekuláris sugárzás és a hatalmas csillagokból származó optikai fény körülbelül 60 000 fényév átmérőjű hatalmas, forgó tárcsát követ. Ez a lemez mérete és szerkezete hasonló, mint a z ~ 0 lemez galaxisokban, mint például a Tejút. A hideg gáz tömege ezen a lemezen körülbelül nagyságrenddel nagyobb, mint a tipikus z ~ 0 lemezes galaxisokban. Ez magyarázza, hogy a magas z z galaxisok miért képesek folyamatosan kialakulni a tipikus z ~ 0 galaxisok tízszeres sebességével.
Források: Max Planck Földön kívüli Fizikai Intézet, Tacconi et al. (2010), Nature 463, 781 (előzetes nyomtatás: arXiv: 1002.2149)
