A kutatók arra törekednek, hogy megértsék, hogyan befolyásolják a „kozmikus web” régiói a galaxisok viselkedését

Újra kiadta Platón

Követő: 0

30. január 2024 (Nanowerk News) A Kansasi Egyetem kutatói azt remélik, hogy jobban megértik a galaxisok evolúciója mögött meghúzódó bonyolult mechanizmusokat, amelyek életük során különböző környezetekből álló „kozmikus hálón” haladnak keresztül. Gregory Rudnick, a KU fizika és csillagász professzora egy csapatot vezet, amely nemrégiben 375,000 XNUMX dolláros támogatást kapott a Nemzeti Tudományos Alapítványtól, hogy tanulmányozzák „a galaxisok gáztartalmát és csillagkeletkezési tulajdonságait”, amelyek attól függően változnak, hogy hol mozognak a galaxisokon keresztül. világegyetem. "A projekt elsődleges célja a környezeti tényezők galaxisok átalakulására gyakorolt hatásának megértése" - mondta Rudnick. „Az univerzumban a galaxisok nem egyenletes eloszlásban oszlanak el, amelyet változó sűrűség jellemez. Ezek a galaxisok nagy halmazokba tömörülnek, amelyek több száz-ezer galaxisból állnak, valamint kisebb csoportokba, amelyek több tíz-száz galaxisból állnak." Ezenkívül a galaxisok részei lehetnek megnyúlt fonalas struktúráknak, vagy elszigetelve is elhelyezkedhetnek az univerzum kisebb sűrűségű régióiban – mondta. Gáz és csillagok a galaxishalmazban

Számítógépes szimuláció arról, hogyan néznek ki a gázok és a csillagok egy galaxishalmazban, rávilágítva arra, hogy a galaxishalmazok hogyan ágyazódnak be a kozmikus filamentumok hálójába. A színes képeken a kép intenzitása és színe a gáz sűrűségét és hőmérsékletét jelenti. Ezek az ábrák egymást követő nagyításokat mutatnak egy izzószálba ágyazott galaxisra. A jobb felső sarokban az óramutató járásával ellentétes irányba haladva a skálasávok 3.3 millió fényév, 3.3 millió fényév, 330 ezer fényév, 33 ezer fényév hosszúságot mutatnak. A jobb alsó képen a galaxisok csillagai láthatók ebben a szimulált halmazban, a skálasáv 330 ezer fényévnek felel meg. A WISESize program megfigyelések segítségével méri majd a gázok és a csillagok térbeli eloszlását a galaxisokban, miközben a közeli univerzumot átható kozmikus hálón mozognak. Az itt bemutatottakhoz hasonló szimulációkkal összehasonlítva Rudnick és munkatársai képesek lesznek meghatározni, hogy a kozmikus háló hogyan változtatja meg a galaxisokat. (Kép: Yannick Bahé) A korábbi erőfeszítések főként a halmazokban és csoportokban lévő galaxisok összehasonlítására irányultak az univerzum legalacsonyabb sűrűségű régióiban, úgynevezett „mezőben”. Ezek a vizsgálatok figyelmen kívül hagyták a legsűrűbb régiókat összekötő filamentumok útját. Rudnick csapata az univerzum sűrűségeinek teljes dinamikus tartományát veszi figyelembe azáltal, hogy arra összpontosít, hogy a galaxisok hogyan reagálnak a környezetre olyan filamentumokban, amelyek galaktikus csoportokba és galaxishalmazokba irányítják őket, megváltoztatva a galaxisok evolúcióját. "A galaxisok egy utat követnek ezekbe a szálakba, és először tapasztalnak sűrű környezetet, mielőtt csoportokká és klaszterekké fejlődnének" - mondta Rudnick. „A galaxisok filamentumokban történő tanulmányozása lehetővé teszi számunkra, hogy megvizsgáljuk a galaxisok sűrű környezettel való kezdeti találkozását. A halmazok „városi központjaiba” belépő galaxisok többsége ezeket a „szuperútvonalak” mentén teszi meg, és csak minimálisan haladnak olyan vidéki útvonalakon, amelyek behozzák őket a halmazokba és csoportokba anélkül, hogy nagy kölcsönhatásba lépnének a környezetükkel. Míg a filamentumok az államközi autópályákhoz hasonlítanak, ezek a sűrűbb régiókba vezető, kevésbé járt útvonalak hasonlóak a kansasi vidéki utakon való vezetés analógiájához, hogy elérjék a város határait. A galaxisok létezhetnek filamentumokban, vagy olyan csoportokban, amelyek filamentumokban helyezkednek el, mint gyöngyök egy húron. Valójában a világegyetem legtöbb galaxisa csoportokon belül létezik. Ezért tanulmányunkkal egyszerre nyerünk betekintést a galaxisokra gyakorolt környezeti hatások kezdetébe, valamint abba, hogy a galaxisok hogyan viselkednek azokon a területeken, ahol a leggyakrabban előfordulnak, szálakban és csoportokban. A kutatás fő célja az lesz, hogy ezekben a galaxisok szálain, mezőiben, csoportjaiban és klasztereiben lévő körülmények hogyan változtatják meg a gázok „barionciklusát” a galaxisokon belül és azok körül. Minden kozmikus környezet megváltoztatja a gáz viselkedését a galaxisokban és azok körül, és még a csillagok kialakulásának legsűrűbb molekuláris gázára is hatással lehet. Ennek a barionciklusnak a megszakítása ezért vagy fokozhatja vagy akadályozhatja az új csillagok képződését. A közelmúltban a csillagászati közösség által a 2020-as évek csillagászati kutatási céljainak meghatározását célzó szövetségi jelentés – az Astro2020 Decadal felmérés – a barionciklus megértését a következő évtized kulcsfontosságú tudományos témájának nevezte. „A galaxisok közötti tér gázt tartalmaz. Valójában az univerzum legtöbb atomja ebben a gázban található, és ez a gáz felhalmozódhat a galaxisokba” – mondta Rudnick. „Ez az intergalaktikus gáz csillagokká alakul át, bár ennek a folyamatnak a hatékonysága viszonylag alacsony, és csak kis százalékban járul hozzá a csillagkeletkezéshez. A többség nagy szelek formájában kilökődik. E szelek egy része kilép az űrbe, ezeket kiáramlásnak nevezik, míg másokat újrahasznosítanak és visszatérnek. Ezt a folyamatos felhalmozódást, újrahasznosítást és kiáramlást barion ciklusnak nevezik. A galaxisok barion-feldolgozó motorokként képzelhetők el, amelyek gázt szívnak ki az intergalaktikus közegből, és egy részét csillagokká alakítják. A csillagok pedig szupernóvává válnak, és nehezebb elemeket termelnek. A gáz egy részét kifújják az űrbe, és egy galaktikus szökőkutat hoznak létre, amely végül visszazuhan a galaxisba. Rudnick azonban azt mondta, hogy amikor a galaxisok sűrű környezettel találkoznak, nyomást tapasztalhatnak, amelyet a környező gázon való áthaladás okoz, és ez a nyomás megzavarhatja a barionciklust, vagy aktívan eltávolítja a gázt a galaxisból, vagy megfosztja a galaxist a jövőjétől. gázellátás. Valójában a halmazok központjában a galaxisok csillagképző erejük kialudt, mivel gázellátásuk megszűnik. "A zavar hatással van a galaxisok gázfelvételére és -kibocsátására, ami a csillagkeletkezési folyamataik megváltozásához vezet" - mondta. "Bár átmenetileg megnövekszik a csillagkeletkezés, ez szinte minden esetben a csillagkeletkezés hanyatlását eredményezi." Rudnick munkatársai a KU-ban olyan végzős hallgatók lesznek, mint Kim Conger, akiknek munkája hozzájárult a támogatási javaslat kialakításához, valamint egyetemi kutatók. Elsődleges kutatótársa, Rose Finn, a Siena College fizika és csillagászata professzora szintén diákokat fog alkalmazni és képezni. A kutatók olyan csillagászati adatkészleteket fognak használni, mint a DESI Legacy Survey, a WISE és a GALEX mintegy 14,000 XNUMX galaxis képalkotása. További új megfigyeléseket végeznek mindkét egyetem munkatársai a Siena 0.7 méteres Planewave távcsövével, hogy új felvételeket készítsenek a galaxisokról, amelyek egyedi szűrővel vannak felszerelve, amelyet a támogatás révén kell megvásárolni.  