Związek między gwiazdami i ich galaktykami

Gwiazdy w galaktyce zawierają wskazówki dotyczące jej historii. Zatem, gdy spojrzymy na populacje gwiazdowe kilku galaktyk i na właściwości samych galaktyk, być może będziemy w stanie określić trendy w ewolucji galaktyk.

Galaktyki i gwiazdy, które je tworzą
Jakich właściwości gwiazd można użyć do badania ewolucji galaktyk? Kluczowy jest ich wiek. Populacja bardziej starych gwiazd sugeruje, że galaktyka uformowała większość swoich gwiazd dawno temu, podczas gdy populacja zdominowana przez młode gwiazdy wskazuje na świeższe powstawanie gwiazd.

Również ważna jest obfitość różnych pierwiastków, które nie są wodorem i helem, względem wodoru (metaliczność) oraz obfitość izotopów alfa pierwiastków, takich jak węgiel i tlen względem żelaza. Pierwszy wskaźnik może nam powiedzieć, ile generacji gwiazd gościła galaktyka, a drugi to, jak długo galaktyka tworzyła gwiazdy.

Jeżeli chodzi o same galaktyki, ich ogólną masę i rozmiar można powiązać z gwiazdami, które zawierają. Inną przydatną właściwością jest dyspersja prędkości, czyli sposób poruszania się gwiazd w galaktyce. Ostatnio bardziej subtelne właściwości, takie jak powierzchniowy rozkład masy w galaktyce i jej potencjał grawitacyjny, zostały wykorzystane do badania ewolucji galaktyk. W ramach nowych badań grupa naukowców zbadała, w jaki sposób te strukturalne właściwości mogą być powiązane z właściwościami gwiazd.

Łączenie rzeczy razem
Tania Barone (The Australian National University/The University of Sydney) i jej współpracownicy skupili się w tym badaniu na galaktykach gwiazdotwórczych. Chociaż każda galaktyka tworzy gwiazdy, to aby nazwać ją gwiazdotwórczą musi je tworzyć z szybkością wyższą niż średnia. Owo rozróżnienie jest ważne, ponieważ łączenie wyników z różnych typów galaktyk mogłoby przesłaniać wszelkie istniejące trendy.

Wiek i obfitość pierwiastków można obliczyć przy różnych założeniach, jednym opartym na jasności galaktyki, a drugim na jej masie. Jednak Baron i jej zespół odkryli, że przy obu tych założeniach wiek wydaje się korelować z powierzchniową gęstością masy, a metaliczność koreluje z potencjałem grawitacyjnym. Co ciekawe, obie te zależności zaobserwowano również w podobnych badaniach dotyczących wczesnych galaktyk, które powstały, gdy Wszechświat był młodszy.

Zatem co te zależności mówią o ewolucji galaktyk? Korelacja między wiekiem a masą i gęstością sugeruje, że powstawanie gwiazd jest podyktowane dostępnością i gęstością gazu tworzącego gwiazdy. Relacja metaliczność-grawitacja-potencjał sugeruje, że galaktykom o niższym potencjale trudniej jest powstrzymać materię przed unoszeniem przez wiatry astronomiczne.

Jednym ze sposobów dalszego zbadania tych relacji – oprócz obserwacji – jest wykorzystanie symulacji kosmologicznych. Na razie badanie to jest przykładem tego, w jaki sposób możemy zebrać wskazówki, które mamy, aby rozwiązać zagadkę ewolucji galaktyk!

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
AAS

Vega

Dodaj komentarz

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