Forskare försöker förstå hur regioner av "kosmiskt nät" påverkar galaxernas beteende

30 januari 2024 (Nanowerk Nyheter) Forskare vid University of Kansas hoppas kunna förstå de invecklade mekanismerna bakom utvecklingen av galaxer, som färdas genom ett "kosmiskt nät" av olika miljöer under sin livslängd. Gregory Rudnick, professor i fysik och astronomi vid KU, leder ett team som nyligen fick ett anslag på $375,000 XNUMX från National Science Foundation för att studera "gasinnehåll och stjärnbildningsegenskaper hos galaxer" som förändras beroende på var de rör sig genom kosmos. "Det primära målet med detta projekt är att förstå effekterna av miljöfaktorer på omvandlingen av galaxer," sa Rudnick. "I universum sprids galaxer i en ojämn fördelning som kännetecknas av varierande tätheter. Dessa galaxer aggregerar i stora kluster, som omfattar hundratals till tusentals galaxer, såväl som mindre grupper, bestående av tio till hundratals galaxer." Dessutom kan galaxer vara en del av långsträckta filamentstrukturer eller så kan de uppehålla sig i ett isolerat tillstånd i områden med lägre densitet i universum, sa han. En datorsimulering av hur gasen och stjärnorna i en galaxhop ser ut, som visar hur galaxhopar är inbäddade i en kosmisk väv av filament. I färgbilderna representerar bildens intensitet och färg gasens densitet och temperatur. Dessa figurer visar successiva zoomningar på en galax inbäddad i en glödtråd. Om man går moturs från det övre högra hörnet representerar skalstängerna längder på 3.3 miljoner ljusår, 3.3 miljoner ljusår, 330 tusen ljusår, 33 tusen ljusår. Bilden längst ner till höger visar stjärnorna i galaxerna i denna simulerade klunga, med skalstrecket som motsvarar 330 tusen ljusår. WISESize-programmet kommer att använda observationer för att mäta den rumsliga fördelningen av gas och stjärnor i galaxer när de rör sig genom det kosmiska nätet som genomsyrar det närliggande universum. Genom att jämföra med simuleringar som de som visas här kommer Rudnick och medarbetare att kunna avgöra hur det kosmiska nätet förändrar galaxer. (Bild: Yannick Bahé) Tidigare ansträngningar fokuserade mest på att jämföra galaxer i kluster och grupper med de i universums regioner med lägst täthet, kallade "fältet". Dessa studier försummade motorvägen av filament som förbinder de tätaste regionerna. Rudnicks team kommer att överväga hela det dynamiska omfånget av densiteter i universum genom att fokusera på hur galaxer reagerar på miljön i filament som kanaliserar dem mot galaktiska grupper och in i galaxhopar, vilket förändrar galaxernas utveckling längs vägen. "Galaxer följer en väg in i dessa filament och upplever en tät miljö för första gången innan de går vidare till grupper och kluster," sa Rudnick. "Att studera galaxer i filament ger oss möjlighet att undersöka de första mötena av galaxer med täta miljöer. Majoriteten av galaxer som kommer in i de "urbana centra" av kluster gör det längs dessa "supermotorvägar", med endast ett minimalt antal som tar landsbygdsrutter som för dem in i klustren och grupperna utan att interagera mycket med sin omgivning. Medan glödtrådar är besläktade med mellanstatliga motorvägar, liknar dessa mindre färdade vägar in i täta regioner analogin med att köra på landsbygdsvägar i Kansas för att komma åt stadens gränser. Galaxer kan existera i filament eller vara i grupper som finns i filament som pärlor på ett snöre. De flesta galaxer i universum finns faktiskt inom grupper. Därför kommer vi med vår studie samtidigt att få insikter i både uppkomsten av miljöeffekter på galaxer och hur galaxer beter sig i de regioner där de är vanligast, filament och grupper." Ett nyckelfokus för studien kommer att vara hur förhållandena inom dessa filament, fält, grupper och galaxhopar förändrar "baryoncykeln" av gaser inom och runt galaxer. Varje kosmisk stadsdel förändrar hur gasen beter sig i och runt galaxer och kan till och med påverka den tätaste molekylära gasen från vilken stjärnor bildas. Störningar i denna baryoncykel kan därför antingen öka eller hindra ny stjärnproduktion. Nyligen utgav en federal rapport från det astronomiska samfundet för att fastställa astronomiska forskningsmål för 2020-talet - Astro2020 Decadal-undersökningen - som kallade förståelsen av baryoncykeln till ett viktigt vetenskapligt ämne för det kommande decenniet. "Utrymmet mellan galaxer innehåller gas. Faktum är att de flesta av atomerna i universum finns i den här gasen, och den gasen kan samlas på galaxerna, säger Rudnick. "Denna intergalaktiska gas genomgår en omvandling till stjärnor, även om effektiviteten i denna process är relativt låg, med endast en liten procentandel som bidrar till stjärnbildningen. Majoriteten utvisas i form av stora vindar. Vissa av dessa vindar går ut i rymden, kallade utflöden, medan andra återvinns och återvänder. Denna kontinuerliga cykel av ackretion, återvinning och utflöden kallas baryoncykeln. Galaxer kan konceptualiseras som baryonbearbetningsmotorer, som drar gas från det intergalaktiska mediet och omvandlar en del av den till stjärnor. Stjärnor blir i sin tur supernova och producerar tyngre grundämnen. En del av gasen blåses ut i rymden och bildar en galaktisk fontän som så småningom faller tillbaka till galaxen." Men Rudnick sa att när galaxer möter en tät miljö kan de uppleva ett tryck som orsakas av deras passage genom den omgivande gasen och detta tryck kan i sin tur störa baryoncykeln antingen genom att aktivt avlägsna gas från galaxen eller genom att beröva galaxen dess framtid gasförsörjning. Faktum är att i mitten av kluster kan galaxer finna sin stjärnskapande kraft släckt när deras gastillförsel tas bort. "Störningen påverkar intag och utstötning av gas från galaxer, vilket leder till förändringar i deras stjärnbildningsprocesser," sade han. "Även om det kan finnas en tillfällig ökning av stjärnbildningen, leder det i nästan alla fall till slut i en minskning av stjärnbildningen." Rudnicks samarbetspartners vid KU kommer att inkludera doktorander som Kim Conger, vars arbete hjälpte till att forma anslagsförslaget, tillsammans med forskare på grundutbildningen. Hans co-primär utredare Rose Finn, professor i fysik och astronomi vid Siena College, kommer också att anställa och utbilda studenter. Forskarna kommer att använda astronomiska datauppsättningar som DESI Legacy Survey, WISE och GALEX avbildning av cirka 14,000 XNUMX galaxer. Ytterligare nya observationer kommer att utföras av personal på båda campusen som använder Sienas 0.7-m Planewave-teleskop för att få ny avbildning av galaxer utrustade med ett anpassat filter som kan köpas via anslaget.  

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrka dig själv. Tillgång här.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Platoesg. Kol, CleanTech, Energi, Miljö, Sol, Avfallshantering. Tillgång här.
• PlatoHealth. Biotech och kliniska prövningar Intelligence. Tillgång här.
• Källa: https://www.nanowerk.com/news2/space/newsid=64545.php