Дослідники прагнуть зрозуміти, як регіони «космічної мережі» впливають на поведінку галактик

Дослідники прагнуть зрозуміти, як регіони «космічної мережі» впливають на поведінку галактик

Мітка часу: 30 січня 2024 р. 12:27
Вихідний вузол: 3089918
30 січня 2024 р (Новини Nanowerk) Дослідники з Університету Канзасу сподіваються краще зрозуміти складні механізми еволюції галактик, які подорожують через «космічну мережу» різних середовищ протягом свого життя. Грегорі Руднік, професор фізики та астрономії в KU, очолює групу, яка нещодавно отримала грант у розмірі 375,000 XNUMX доларів США від Національного наукового фонду для вивчення «вмісту газу та властивостей зореутворення галактик», які змінюються залежно від того, куди вони рухаються через космос. «Основна мета цього проекту — зрозуміти вплив факторів навколишнього середовища на трансформацію галактик», — сказав Руднік. «У Всесвіті галактики розподілені нерівномірно, що характеризується різною щільністю. Ці галактики об’єднуються у великі скупчення, що містять від сотень до тисяч галактик, а також менші групи, що складаються з десятків до сотень галактик». Крім того, галактики можуть бути частиною витягнутих ниткоподібних структур або вони можуть перебувати в ізольованому стані в областях Всесвіту з меншою щільністю, сказав він. Газ і зірки в скупченні галактик Комп’ютерне моделювання того, як виглядають газ і зірки в скупченні галактик, підкреслюючи, як скупчення галактик вбудовані в космічну мережу ниток. На кольорових зображеннях інтенсивність і колір зображення представляють щільність і температуру газу. Ці фігури показують послідовне збільшення галактики, вбудованої в нитку розжарення. Зверху праворуч проти годинникової стрілки масштабні смуги відображають довжину 3.3 мільйона світлових років, 3.3 мільйона світлових років, 330 тисяч світлових років, 33 тисячі світлових років. Зображення внизу праворуч показує зірки в галактиках у цьому змодельованому скупченні, де шкала масштабу відповідає 330 тисячам світлових років. Програма WISESize використовуватиме спостереження для вимірювання просторового розподілу газу та зірок у галактиках, коли вони рухаються через космічну мережу, яка пронизує сусідній Всесвіт. Порівнюючи симуляції, подібні до наведених тут, Руднік і його співробітники зможуть визначити, як космічна мережа змінює галактики. (Зображення: Яннік Бае) Попередні зусилля були зосереджені здебільшого на порівнянні галактик у скупченнях і групах з галактиками в областях Всесвіту з найнижчою щільністю, які називаються «полем». У цих дослідженнях нехтували магістраллю ниток, які з’єднують найщільніші області. Команда Рудніка розгляне повний динамічний діапазон щільності у Всесвіті, зосередившись на тому, як галактики реагують на навколишнє середовище в нитках, які спрямовують їх до галактичних груп і в скупчення галактик, змінюючи еволюцію галактик на цьому шляху. «Галактики проходять шлях у ці нитки, вперше відчуваючи щільне середовище, перш ніж розвиватися в групи та скупчення», — сказав Руднік. «Дослідження галактик у філаментах дозволяє нам вивчити перші зустрічі галактик із щільним середовищем. Більшість галактик, які входять до «міських центрів» скупчень, роблять це вздовж цих «супермагістралей», і лише мінімальна кількість галактик їде сільськими маршрутами, які приводять їх у скупчення та групи, не сильно взаємодіючи з оточенням. У той час як нитки схожі на міжштатні автомагістралі, ці менш відвідувані маршрути в густонаселені регіони схожі на аналогію їзди сільськими дорогами в Канзасі, щоб дістатися до меж міста. Галактики можуть існувати в нитках або бути групами, які знаходяться в нитках, як намистини на нитці. Дійсно, більшість галактик у Всесвіті існують у групах. Таким чином, завдяки нашому дослідженню ми одночасно отримаємо уявлення як про початок впливу навколишнього середовища на галактики, так і про те, як галактики поводяться в регіонах, де вони найчастіше зустрічаються, нитках і групах». Основним напрямком дослідження буде те, як умови в цих нитках, полях, групах і скупченнях галактик змінюють «баріонний цикл» газів у галактиках і навколо них. Кожне космічне сусідство змінює поведінку газу в галактиках і навколо них і може навіть впливати на найщільніший молекулярний газ, з якого утворюються зірки. Тому зриви цього баріонного циклу можуть або підштовхнути, або перешкодити утворенню нових зірок. Нещодавно у федеральному звіті астрономічного співтовариства про встановлення цілей астрономічних досліджень на 2020-ті роки — Декадальне дослідження Astro2020 — розуміння баріонного циклу було названо ключовою науковою темою наступного десятиліття. «Простір між галактиками містить газ. Дійсно, більшість атомів у Всесвіті знаходяться в цьому газі, і цей газ може накопичуватися на галактиках», – сказав Руднік. «Цей міжгалактичний газ зазнає трансформації в зірки, хоча ефективність цього процесу відносно низька, і лише невеликий відсоток сприяє утворенню зірок. Більшість викидається у вигляді сильних вітрів. Деякі з цих вітрів виходять у космос, що називається відтоками, а інші повертаються назад. Цей безперервний цикл акреції, рециркуляції та відтоків називається баріонним циклом. Галактики можна концептуалізувати як механізми обробки баріонів, які забирають газ із міжгалактичного середовища та перетворюють частину його на зірки. Зірки, у свою чергу, стають надновими, виробляючи більш важкі елементи. Частина газу видувається в космос, утворюючи галактичний фонтан, який згодом повертається в галактику». Проте, за словами Рудніка, коли галактики стикаються з щільним середовищем, вони можуть відчувати тиск, викликаний їх проходженням через навколишній газ, і цей тиск, у свою чергу, може порушити баріонний цикл або шляхом активного видалення газу з галактики, або через позбавлення галактики її майбутнього. газопостачання. Дійсно, у центрах скупчень галактики можуть виявити, що їх зореутворювальна здатність припиняється, коли припиняється запас газу. «Порушення впливає на надходження та викид газу галактиками, що призводить до змін у процесах утворення зірок», — сказав він. «Хоча може спостерігатися тимчасове збільшення зореутворення, майже у всіх випадках це зрештою призводить до зниження зореутворення». Серед співробітників Рудніка в KU будуть аспіранти, такі як Кім Конгер, чия робота допомогла сформувати пропозицію про грант, а також дослідники бакалаврату. Його співголовний дослідник Роуз Фінн, професор фізики та астрономії Сієнського коледжу, також буде працювати та навчати студентів. Дослідники використовуватимуть набори астрономічних даних, такі як DESI Legacy Survey, зображення WISE та GALEX приблизно 14,000 XNUMX галактик. Додаткові нові спостереження будуть проводитися персоналом обох кампусів за допомогою 0.7-метрового телескопа Plannewave Сієни, щоб отримати нові зображення галактик, оснащених спеціальним фільтром, який буде придбано через грант.  

Часова мітка:

Більше від Нановерк