Zidentyfikowane pochodzenie pierwszych struktur powstałych w galaktykach takich jak Droga Mleczna

Międzynarodowy zespół naukowców wykorzystał Gran Telescopio Canarias (GTC) do zbadania reprezentatywnej próbki galaktyk, zarówno dyskowych, jak i sferoidalnych w strefie głębokiego nieba w konstelacji Wielkiej Niedźwiedzicy, aby scharakteryzować własności populacji gwiazdowych centralnych zgrubień galaktycznych. Naukowcy byli w stanie określić sposób powstawania i rozwoju tych galaktycznych struktur. Wyniki badań zostały opublikowane niedawno w The Astrophysical Journal.

Analiza danych pozwoliła badaczom odkryć coś nieoczekiwanego: zgrubienia centralne galaktyk dyskowych powstawały w dwóch falach. ⅓ zgrubień w galaktykach dyskowych powstała przy przesunięciu ku czerwieni z = 6.2, co odpowiada wczesnej epoce Wszechświata, kiedy miał on zaledwie 5% swojego obecnego wieku, czyli około 900 mln lat. „Te zgrubienia są reliktami pierwszych struktur uformowanych we Wszechświecie, które znaleźliśmy ukryte w lokalnych galaktykach dyskowych”, wyjaśnia Luca Costantin, naukowiec z CAB (Centre for Astrobiology).

Natomiast, prawie ⅔ obserwowanych zgrubień wykazuje średnią wartość przesunięcia ku czerwieni wynoszącą około 1.3, co oznacza, że powstały znacznie później, gdy Wszechświat miał cztery mld lat (około 35% obecnego wieku).

Osobliwą cechą, która pozwala na rozróżnienie tych dwóch fal jest to, że zgrubienia centralne pierwszej fali, starsze zgrubienia, są bardziej zwarte i gęste niż te uformowane w drugiej, nowszej fali. Ponadto, dane z galaktyk sferoidalnych w próbce pokazują średnią wartość przesunięcia ku czerwieni równą 1.1, co sugeruje, że uformowały się one w tym samy czasie, co zgrubienia drugiej fali.

Dla Jairo Méndez Abreu, naukowca z Uniwersytetu w Granadzie (UGR) i współautora artykułu idea stojąca za techniką używaną do obserwacji gwiazd w zgrubieniu centralnym jest dość prosta, ale jej zastosowanie nie było możliwe aż do niedawnego rozwoju metod, które pozwoliły nam oddzielić światło gwiazd w zgrubieniu centralnym od światła gwiazd w dysku, a konkretnie algorytmów GASP2D i C2D, które niedawno opracowaliśmy, i które pozwoliły nam osiągnąć niespotykaną dotąd dokładność.

Innym ważnym wynikiem badań jest to, że dwie fale formowania się zgrubień różnią się nie tylko wiekiem gwiazd, ale także tempem ich formowania się. Dane wskazują, że gwiazdy w zgrubieniach pierwszej fali formowały się szybko, w skali czasowej typowo 200 mln lat. Natomiast znaczna część gwiazd w zgrubieniach drugiej fali potrzebowała na to pięciokrotnie dłuższego czasu, około miliarda lat.

Jak opisuje Paola Dimauro, badaczka z Narodowego Obserwatorium Brazylii i współautorka tego artykułu, obserwacje te pozwoliły nam zbadać ewolucję morfologiczną i historię gromadzenia elementów strukturalnych galaktyk, analogicznie do badań archeologicznych, analizując informacje zakodowane w milionach gwiazd każdej galaktyki. Interesujące było odkrycie, że nie wszystkie struktury powstały w tym samym czasie i w ten sam sposób.

Wyniki tych badań pozwoliły obserwatorom na ustalenie ciekawej analogii pomiędzy formowaniem się i ewolucją w czasie badań galaktyk dyskowych a powstawaniem i rozwojem dużego miasta na przestrzeni wieków. Tak jak zauważamy, że niektóre duże miasta mają historyczne centra, które są starsze i mieszczą najstarsze budynki w zagraconych wąskich uliczkach, tak wyniki tej pracy sugerują, że niektóre z centrów masywnych galaktyk dyskowych zawierają jedne z najstarszych sferoid powstałych we Wszechświecie, które nadal pozyskują materię, wolniej tworząc dyski, nowe obrzeża miast w naszej analogii.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
IAC

Vega

Na ilustracji: Przykład pobliskiej galaktyki spiralnej, M81, gdzie zgrubienie i dysk są łatwo identyfikowane. Źródło: NASA/JPL-Caltech/ESA/Harvard-Smithsonian CfA.

Dodaj komentarz

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