Ο γαλαξίας μας, ο Γαλαξίας, είναι γνωστός για τη διάσημη αστραφτερή σπείρα του.
Αλλά δεν είμαστε οι μόνοι με λαμπερό μπράτσο. Γνωστοί ως σπειροειδείς γαλαξίες, αυτή η κατηγορία γαλαξιών αποτελεί περίπου το 60% όλων των γαλαξιών στο σύμπαν. Οι σπειροειδείς γαλαξίες που βρίσκονται σε περιοχές χαμηλής πυκνότητας του σύμπαντος δεν είναι συνηθισμένοι σε κάθε γωνιά του σύμπαντος. Στην πραγματικότητα, είναι σπάνιοι μεταξύ των σμηνών γαλαξιών.
Και αποδεικνύεται ότι υπάρχει ένα μέρος του σύμπαντος που ονομάζεται υπεργαλαξιακό επίπεδο, το οποίο είναι μια τεράστια πεπλατυσμένη δομή που εκτείνεται σχεδόν σε ένα δισεκατομμύριο έτη φωτός, η οποία είναι γεμάτη από ελλειπτικούς γαλαξίες και φωτεινούς δίσκους – αλλά περιέργως, όχι σπειροειδείς γαλαξίες. Μια διεθνής ομάδα ερευνητών ήθελε να μάθει: γιατί οι σπειροειδείς γαλαξίες όπως ο δικός μας Γαλαξίας απουσιάζουν από το υπεργαλαξιακό επίπεδο; Και τι μπορεί να μας πει αυτό για την εξέλιξη του γαλαξία μας;
Ίσως να είχαν βρει μια απάντηση. Νέα έρευνα που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Astronomy αναφέρει ότι οι σπειροειδείς γαλαξίες είναι σπάνιοι στο υπεργαλαξιακό επίπεδο, επειδή σε αυτήν την περιοχή οι γαλαξίες συχνά συγχωνεύονται με άλλους γαλαξίες.
Σκεφτείτε το σαν μια πυκνοκατοικημένη πόλη ή έναν πολυσύχναστο αυτοκινητόδρομο. Μέσω αυτών των συγχωνεύσεων, οι σπειροειδείς γαλαξίες μεταμορφώνονται σε ελλειπτικούς γαλαξίες, γαλαξίες σε σχήμα αυγού χωρίς σπειροειδείς βραχίονες, γεγονός που οδηγεί στην ανάπτυξη υπερμεγέθων μαύρων τρυπών. (Αυτές οι μαύρες τρύπες ανταποκρίνονται στο όνομά τους, μερικές φορές δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τον ήλιο μας.) Από την άλλη πλευρά, οι σπειροειδείς γαλαξίες που δεν κατοικούν στο υπεργαλαξιακό επίπεδο εξελίσσονται σε απομόνωση, επιτρέποντάς τους να διατηρήσουν την τέλεια σπείρα τους.
«Η προσομοίωση μας αποκαλύπτει προσωπικές λεπτομέρειες του σχηματισμού γαλαξιών, όπως ο μετασχηματισμός από σπειροειδή σε ελλειπτικούς μέσω συγχωνεύσεων γαλαξιών».
Η ομάδα των ερευνητών κατέληξε σε αυτό το συμπέρασμα χρησιμοποιώντας την προσομοίωση του υπερυπολογιστή SIBELIUS (Simulations Beyond the Local Universe). Χάρη σε αυτή την προσομοίωση, παρακολούθησαν την εξέλιξη του σύμπαντος για 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια, από τις απαρχές του σύμπαντος μέχρι σήμερα. Οι ερευνητές είπαν ότι η τελική προσομοίωση ήταν συνεπής με τις παρατηρήσεις του σύμπαντος μας μέσω τηλεσκοπίων.
«Πρόκειται για μια σπάνια αλλά όχι πλήρη ανωμαλία: η προσομοίωση μας αποκαλύπτει προσωπικές λεπτομέρειες του σχηματισμού γαλαξιών, όπως ο μετασχηματισμός των σπειρών σε ελλειπτικούς μέσω συγχωνεύσεων γαλαξιών», δήλωσε ο συν-συγγραφέας καθηγητής Carlos Frenk, σε δελτίο τύπου. «Επιπλέον, η προσομοίωση δείχνει ότι το τυπικό μας μοντέλο του Σύμπαντος, που βασίζεται στην ιδέα ότι το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του είναι ψυχρή σκοτεινή ύλη, μπορεί να αναπαράγει τις πιο αξιόλογες δομές του Σύμπαντος, συμπεριλαμβανομένης της θεαματικής δομής της οποίας είναι μέρος ο Γαλαξίας. . »
Κατανομή των φωτεινότερων γαλαξιών στο Τοπικό Σύμπαν, που παρατηρήθηκε στην έρευνα 2MASS (αριστερό πλαίσιο) και αναπαράχθηκε στην προσομοίωση SIBELIUS (δεξιό πλαίσιο). (Dr. Till Sawala)Οι αστρονόμοι υπολογίζουν ότι ο Γαλαξίας είναι περίπου 13,51 δισεκατομμυρίων ετών. Ωστόσο, το τι συνέβη σε κάθε στάδιο της εξέλιξής του και πόσο καιρό διήρκεσαν αυτές οι φάσεις για να φτάσουν στη σημερινή του μορφή, παραμένει ασαφές. Μια κορυφαία θεωρία είναι ότι η σύγκρουση του Γαλαξία με έναν νάνο γαλαξία πριν από σχεδόν 10 δισεκατομμύρια χρόνια ήταν ένα σημείο καμπής, που πυροδότησε τις αλλαγές που αντιπροσώπευαν τον σύγχρονο γαλαξία μας. Άλλοι πιστεύουν ότι ο γαλαξίας μας μπορεί να έχει ωριμάσει νωρίτερα από ό,τι πιστεύαμε. Ανεξάρτητα, όπως και οι άνθρωποι, οι γαλαξίες περνούν από διαφορετικά στάδια ωρίμανσης.
Μια ξεχωριστή μελέτη που δημοσιεύτηκε στο The Astrophysical Journal Letters τονίζει απροσδόκητες παρατηρήσεις σε «εφηβικούς γαλαξίες», δηλαδή σε γαλαξίες που σχηματίστηκαν δύο έως τρία δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Θέλετε περισσότερες ιστορίες υγείας και επιστήμης στα εισερχόμενά σας; Εγγραφείτε στο εβδομαδιαίο ενημερωτικό δελτίο Salon Lab Notes.
Στη μελέτη, μια ομάδα επιστημόνων από το Northwestern University ανέλυσε αποτελέσματα από την έρευνα CECILIA (Chemical Evolution Constrained using Ionized Lines in Interstellar Aurorae), η οποία χρησιμοποίησε το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) της NASA για να μελετήσει τη χημεία μακρινών γαλαξιών. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι αυτοί οι λεγόμενοι εφηβικοί γαλαξίες περνούν από μια άβολη έκρηξη ανάπτυξης κατά την εφηβεία τους, όπως και οι άνθρωποι.
«Χρησιμοποιώντας το JWST, το πρόγραμμά μας στοχεύει εφήβους γαλαξίες καθώς περνούσαν μια δύσκολη περίοδο ανάπτυξης και αλλαγής», δήλωσε η Allison Strom του Northwestern, η οποία ηγήθηκε της μελέτης, σε δήλωση μέσων ενημέρωσης. «Οι έφηβοι έχουν συχνά εμπειρίες που καθορίζουν την πορεία τους προς την ενηλικίωση. Για τους γαλαξίες, είναι το ίδιο.
Για να κάνουν αυτές τις ανακαλύψεις, ο Strom και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν το JWST για να παρατηρήσουν 33 μακρινούς εφηβικούς γαλαξίες για 30 συνεχόμενες ώρες. Στη συνέχεια, συνδύασαν τα φάσματα 23 από αυτούς τους γαλαξίες. Ο Strom επεσήμανε ότι οι μεγαλύτερες εκπλήξεις ήταν οι παρατηρήσεις του νικελίου και η ανακάλυψη ότι οι εφηβικοί γαλαξίες ήταν εξαιρετικά θερμοί.
“Αυτό είναι απλώς μια άλλη απόδειξη του πόσο διαφορετικοί ήταν οι γαλαξίες όταν ήταν νεότεροι”, είπε ο Strom. «Ποτέ στα πιο τρελά μου όνειρα δεν φανταζόμουν ότι θα βλέπαμε νικέλιο».
Το φως από 23 μακρινούς γαλαξίες, που αναγνωρίζονται από κόκκινα ορθογώνια στην εικόνα του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble στην κορυφή, συνδυάστηκε για να συλλάβει τις απίστευτα αμυδρά εκπομπές από οκτώ διαφορετικά στοιχεία, που επισημαίνονται στο φάσμα JWST στο κάτω μέρος. (Aaron M. Geller, Northwest, CIERA + IT-RCDS)
Ο Δρ Gwen Rudie, αστρονόμος στο Carnegie Observatories, είπε στο Salon μέσω email ότι τα υπάρχοντα χαρακτηριστικά σε αυτούς τους γαλαξίες δεν αποτελούν έκπληξη, αλλά ότι η ικανότητα μέτρησης του φωτός τους είναι «άνευ προηγουμένου» και υπογραμμίζει τη δύναμη του JWST.
“Το μοτίβο που βλέπουμε στο φως από αυτά τα διαφορετικά στοιχεία (η φωτεινότητα των υπογραφών κάθε στοιχείου) είναι πολύ διαφορετικό από αυτό που βλέπουμε στους τοπικούς γαλαξίες – και στον δικό μας γαλαξία”, είπε ο Rudie. «Έτσι, η εξήγηση γιατί το μοτίβο του φάσματος τους είναι διαφορετικό και τι σημαίνει αυτό για αυτούς τους πρώιμους γαλαξίες είναι το επόμενο μεγάλο παζλ».
Ο Ρούντι πρόσθεσε ότι οι αστρονόμοι έχουν μια πολύ καλή ιδέα για το πώς σχηματίστηκαν γαλαξίες όπως ο Γαλαξίας, αλλά “πολύ σημαντικές ενδείξεις λείπουν”. Το πιο σημαντικό, λέει, είναι η χημική σύνθεση του γαλαξία.
Ο Strom εξήγησε περαιτέρω ότι η μεγαλύτερη ανάπτυξη ενός γαλαξία συμβαίνει κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, γι ‘αυτό είναι μια σημαντική περίοδος για μελέτη. Θα μπορούσε επίσης να παρέχει ενδείξεις για το γιατί ο Γαλαξίας έχει τον σπειροειδή βραχίονά του.
«Μελετώντας αυτό, μπορούμε να αρχίσουμε να εξερευνούμε τη φυσική που κάνει τον Γαλαξία μας να μοιάζει με τον Γαλαξία μας», είπε. «Και γιατί μπορεί να είναι διαφορετικός από τους γειτονικούς γαλαξίες του».
Μάθε περισσότερα
στην αστρονομία