I ricercatori cercano di capire come le regioni della "rete cosmica" influenzano il comportamento delle galassie

30 gennaio 2024 (Notizie Nanowerk) I ricercatori dell'Università del Kansas sperano di comprendere meglio gli intricati meccanismi dietro l'evoluzione delle galassie, che viaggiano attraverso una "rete cosmica" di ambienti diversi durante la loro vita. Gregory Rudnick, professore di fisica e astronomia alla KU, è a capo di un team che ha recentemente ottenuto una sovvenzione di 375,000 dollari dalla National Science Foundation per studiare il “contenuto di gas e le proprietà di formazione stellare delle galassie” che vengono alterate a seconda di dove si muovono attraverso il pianeta. cosmo. "L'obiettivo principale di questo progetto è comprendere l'impatto dei fattori ambientali sulla trasformazione delle galassie", ha affermato Rudnick. “Nell’universo, le galassie sono sparse in una distribuzione non uniforme caratterizzata da densità variabili. Queste galassie si aggregano in grandi ammassi, che comprendono centinaia o migliaia di galassie, così come gruppi più piccoli, costituiti da decine o centinaia di galassie”. Inoltre, le galassie possono far parte di strutture filamentose allungate o possono risiedere in uno stato isolato in regioni a bassa densità dell’universo, ha spiegato. Una simulazione al computer di come appaiono il gas e le stelle in un ammasso di galassie, evidenziando come gli ammassi di galassie siano incorporati nella rete cosmica di filamenti. Nelle immagini a colori, l'intensità e il colore dell'immagine rappresentano la densità e la temperatura del gas. Queste figure mostrano ingrandimenti successivi su una galassia incastonata in un filamento. Andando in senso antiorario dall'alto a destra, le barre della scala rappresentano lunghezze di 3.3 milioni di anni luce, 3.3 milioni di anni luce, 330mila anni luce, 33mila anni luce. L'immagine in basso a destra mostra le stelle delle galassie di questo ammasso simulato, con la barra della scala corrispondente a 330mila anni luce. Il programma WISESize utilizzerà le osservazioni per misurare la distribuzione spaziale del gas e delle stelle nelle galassie mentre si muovono attraverso la rete cosmica che permea l'universo vicino. Confrontando simulazioni come quelle mostrate qui, Rudnick e collaboratori saranno in grado di determinare in che modo la rete cosmica altera le galassie. (Immagine: Yannick Bahé) Gli sforzi precedenti si erano concentrati principalmente sul confronto delle galassie in ammassi e gruppi con quelle nelle regioni a densità più bassa dell’universo, chiamate “il campo”. Questi studi hanno trascurato l’autostrada dei filamenti che collegano le regioni più dense. Il team di Rudnick prenderà in considerazione l'intera gamma dinamica delle densità nell'universo concentrandosi su come le galassie reagiscono all'ambiente nei filamenti che le incanalano verso i gruppi galattici e negli ammassi di galassie, alterando l'evoluzione delle galassie lungo il percorso. "Le galassie seguono un percorso all'interno di questi filamenti, sperimentando per la prima volta un ambiente denso prima di progredire in gruppi e ammassi", ha detto Rudnick. “Lo studio delle galassie nei filamenti ci permette di esaminare gli incontri iniziali delle galassie con ambienti densi. La maggior parte delle galassie che entrano nei "centri urbani" degli ammassi lo fanno lungo queste "superautostrade", mentre solo un numero minimo prende strade rurali che le portano negli ammassi e nei gruppi senza interagire molto con l'ambiente circostante. Mentre i filamenti sono simili alle autostrade interstatali, questi percorsi meno trafficati verso regioni dense sono simili all’analogia della guida su strade rurali in Kansas per accedere ai confini della città. Le galassie possono esistere in filamenti o essere in gruppi che risiedono in filamenti come perline su una corda. In effetti, la maggior parte delle galassie nell’universo esistono all’interno di gruppi. Pertanto, con il nostro studio acquisiremo contemporaneamente informazioni sia sull’insorgenza degli effetti ambientali sulle galassie sia su come le galassie si comportano nelle regioni in cui si trovano più comunemente, filamenti e gruppi”. Un obiettivo chiave dello studio sarà il modo in cui le condizioni all’interno di questi filamenti, campi, gruppi e ammassi di galassie alterano il “ciclo barionico” dei gas all’interno e attorno alle galassie. Ciascun quartiere cosmico cambia il modo in cui il gas si comporta all’interno e attorno alle galassie e può influenzare anche il gas molecolare più denso da cui si formano le stelle. Le interruzioni di questo ciclo barionico possono quindi aumentare o ostacolare la produzione di nuove stelle. Recentemente, un rapporto federale della comunità astronomica per stabilire gli obiettivi della ricerca astronomica per gli anni 2020 – l’indagine Astro2020 Decadal – ha definito la comprensione del ciclo barionico un argomento scientifico chiave per il prossimo decennio. “Lo spazio tra le galassie contiene gas. In effetti, la maggior parte degli atomi nell’universo si trovano in questo gas, e quel gas può accumularsi nelle galassie”, ha detto Rudnick. “Questo gas intergalattico subisce una trasformazione in stelle, sebbene l’efficienza di questo processo sia relativamente bassa, con solo una piccola percentuale che contribuisce alla formazione stellare. La maggior parte viene espulsa sotto forma di forti venti. Alcuni di questi venti escono nello spazio, chiamati deflussi, mentre altri vengono riciclati e ritornano. Questo ciclo continuo di accrescimento, riciclaggio e deflusso è denominato ciclo barionico. Le galassie possono essere concettualizzate come motori di elaborazione barionica, che estraggono gas dal mezzo intergalattico e ne convertono una parte in stelle. Le stelle, a loro volta, diventano supernova, producendo elementi più pesanti. Parte del gas viene espulsa nello spazio, formando una fontana galattica che alla fine ricade nella galassia”. Tuttavia, Rudnick ha affermato che quando le galassie incontrano un ambiente denso, possono sperimentare una pressione causata dal loro passaggio attraverso il gas circostante e questa pressione può a sua volta interrompere il ciclo barionico rimuovendo attivamente il gas dalla galassia o privando la galassia del suo futuro. fornitura di gas. Infatti, nei centri degli ammassi, le galassie possono vedere esaurita la loro capacità di creare stelle quando viene meno la loro fornitura di gas. “L’interruzione influenza l’immissione e l’espulsione del gas da parte delle galassie, portando ad alterazioni nei loro processi di formazione stellare”, ha affermato. “Anche se può esserci un aumento temporaneo nella formazione stellare, in quasi tutti i casi, alla fine si traduce in un declino nella formazione stellare”. I collaboratori di Rudnick alla KU includeranno studenti laureati come Kim Conger, il cui lavoro ha contribuito a modellare la proposta di sovvenzione, insieme a ricercatori universitari. Anche la sua co-investigatrice Rose Finn, professoressa di fisica e astronomia al Siena College, impiegherà e formerà gli studenti. I ricercatori utilizzeranno set di dati astronomici come DESI Legacy Survey, WISE e GALEX imaging di circa 14,000 galassie. Ulteriori nuove osservazioni saranno effettuate dal personale di entrambi i campus utilizzando il telescopio Planewave da 0.7 m di Siena per ottenere nuove immagini delle galassie dotate di un filtro personalizzato da acquistare tramite la sovvenzione.  

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• Fonte: https://www.nanowerk.com/news2/space/newsid=64545.php