Co powstrzymało wzrost dawnych galaktyk

Co powstrzymało wzrost dawnych galaktykOriginal Press Release
Analizując olbrzymią, odległą o 10 miliardów lat świetlnych galaktykę astronomowie odkryli dowody, na to, że za zatrzymanie produkcji gwiazd w galaktykach we wczesnym Wszechświecie odpowiedzialne było katastroficzne wydarzenie – wyniki swoich badań opublikowali na łamach Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Zaglądamy w przeszłość i widzimy katastroficzne wydarzenie, które wyłączyło proces produkcji gwiazd i zatrzymało wzrost typowej masywnej galaktyki we wczesnym Wszechświecie

Dr Dave Alexander

Badacze z zespołu kierowanego przez Wydział Fizyki Uniwersytetu Durham twierdzą, że masywna galaktyka SMM J1237+6203 stała się miejscem serii eksplozji tryliony razy potężniejszych od najpotężniejszych eksplozji bomb atomowych – eksplozji następujących co sekundę przez miliony lat.

Eksplozje to rozproszyły gaz konieczny do produkcji nowych gwiazd tak daleko, że uciekł on poza obszar oddziaływania grawitacyjnego galaktyki w efekcie zmieniając jej ewolucję. Zespół sądzi, że ten niezwykły skok energetyczny pochodził bądź to z wypływu materii generowanego przez centralną czarną dziurę, lub przez potężne wiatry generowane przez wybuchające jako supernowe gwiazdy pierwszej generacji.

SMM J1237+6203 leży w kierunku konstelacji Wielkiej Niedźwiedzicy w odległości 10 miliardów lat świetlnych – zatem obserwujemy ją gdy Wszechświat miał zaledwie 1/4 obecnego wieku.

Cechy masywnych galaktyk leżących bliżej nas wskazują, że jakieś ważne zjawisko gwałtownie wyłączyło proces produkcji gwiazd we wczesnej historii Wszechświata powstrzymując ich wzrost i ekspansję. Teoretycy sugerowali, że przyczyną mógł być gwałtowny wypływ energii wydmuchujący materię z galaktyk uniemożliwiając im tym samym produkcję nowych gwiazd. Jednak do tej pory brakowało dowodów na poprawność tej teorii.

Wykorzystując spektrometr bliskiej podczerwieni NIFS (Near-Infrared Integral Field Spectrometer) zainstalowany na teleskopie Gemini, naukowcy zmierzyli prędkości materii w galaktyce i odkryli wypływy materii tak potężne, że materia ta ucieka z grawitacyjnego pola galaktyki. Naukowcy sądzą, że kolosalna ilość energii wytworzona przez te wypływy była wystarczająca by zapobiec dalszemu powstawaniu gwiazd w galaktyce.

„Zaglądamy w przeszłość i widzimy katastroficzne wydarzenie, które wyłączyło proces produkcji gwiazd i zatrzymało wzrost typowej masywnej galaktyki we wczesnym Wszechświecie „- mówi dr Dave Alexander z Uniwersytetu Durham. -„Galaktyka reguluje swój wzrost poprzez uniemożliwienie nowym gwiazdom narodzin. Teoretycy przewidywali, że ogromne wypływy energii były przyczyną takiego stanu rzeczy, ale tu po raz pierwszy zobaczyliśmy jak do tego doszło. Sądzimy, że podobne ogromne wypływy również w innych galaktykach młodego Wszechświata były odpowiedzialne za zatrzymanie ich wzrostu poprzez wyrzucenie na zewnątrz materii potrzebnej do produkcji gwiazd.

Źródła:

“Catastrophic event” behind the halt of early galaxy formation

Scientists have found evidence of a catastrophic event they believe was responsible for halting the birth of stars in a galaxy in the early Universe. They report their results in the journal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

The researchers, led by Durham University’s Department of Physics and funded by the Royal Society and Royal Astronomical Society say the massive galaxy, SMM J1237+6203, underwent a series of blasts trillions of times more powerful than any caused by an atomic bomb. The blasts happened every second for millions of years, according to the scientists.

The explosions scattered the gas needed to form new stars by helping it escape the gravitational pull of the galaxy, effectively regulating its development. The Durham-led team believes the huge surge of energy was caused by either the outflow of debris from the galaxy’s black hole or from powerful winds generated by dying stars exploding as supernovae.

SMM J1237+6203 lies in the direction of the constellation Ursa Major and is so far away that we see it as it appeared 10 billion years ago, or three billion years after the Big Bang, when the Universe was only one quarter of its present age.

Properties seen in massive galaxies nearer to our own galaxy, the Milky Way, suggest that a major event rapidly turned off star formation in galaxies early in the history of the Universe and stopped them from expanding. Theorists, including scientists at Durham University, have argued that this could be due to outflows of energy blowing galaxies apart and preventing further new stars from forming, but until now evidence for this has been lacking.

Using the Gemini Near-Infrared Integral Field Spectrometer (NIFS) to measure the speed of material in the galaxy, they found huge outflows powerful enough to help star-forming debris escape the galaxy’s gravitational pull. They believe the colossal energies generated by these outflows of energy were enough to suppress any further star formation in the galaxy.

Dr Dave Alexander, of Durham University’s Department of Physics, said: “We are looking into the past and seeing a catastrophic event that essentially switched off star formation and halted the growth of a typical massive galaxy in the early Universe.

‘Effectively the galaxy is regulating its growth by preventing new stars from being born. Theorists had predicted that huge outflows of energy were behind this activity, but it’s only now that we have seen it in action.

‘We believe that similar huge outflows are likely to have stopped the growth of other galaxies in the early Universe by blowing away the materials needed for star formation.”

The Durham-led team now plans to study other massive forming galaxies in the early Universe to see if they display similar characteristics.

Durham University is part of a team building the K-Band Multi-Object Spectrometer (KMOS) for the European Southern Observatory’s (ESO) Very Large Telescope. KMOS will be used to investigate the physical and environmental processes that shape the formation and evolution of galaxies.

Written by admin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *