Các nhà nghiên cứu tìm cách hiểu cách các khu vực của 'mạng lưới vũ trụ' ảnh hưởng đến hành vi của các thiên hà

Các nhà nghiên cứu tìm cách hiểu cách các khu vực của 'mạng lưới vũ trụ' ảnh hưởng đến hành vi của các thiên hà

Dấu thời gian: 30:2024 chiều ngày 12 tháng 27 năm XNUMX
Nút nguồn: 3089918
Ngày 30 tháng 2024 năm XNUMX (Tin tức Nanowerk) Các nhà nghiên cứu tại Đại học Kansas hy vọng sẽ hiểu rõ hơn về các cơ chế phức tạp đằng sau sự tiến hóa của các thiên hà, chúng di chuyển qua một “mạng lưới vũ trụ” của các môi trường khác nhau trong suốt vòng đời của chúng. Gregory Rudnick, giáo sư vật lý và thiên văn học tại KU, đang dẫn đầu một nhóm gần đây đã nhận được khoản tài trợ trị giá 375,000 đô la từ Quỹ Khoa học Quốc gia để nghiên cứu “hàm lượng khí và đặc tính hình thành sao của các thiên hà” bị thay đổi tùy thuộc vào nơi chúng di chuyển qua vũ trụ. Rudnick cho biết: “Mục tiêu chính của dự án này là tìm hiểu tác động của các yếu tố môi trường đến sự biến đổi của các thiên hà”. “Trong vũ trụ, các thiên hà phân bố không đồng đều với mật độ khác nhau. Những thiên hà này tập hợp thành các cụm lớn, bao gồm hàng trăm đến hàng nghìn thiên hà, cũng như các nhóm nhỏ hơn, bao gồm hàng chục đến hàng trăm thiên hà.” Ngoài ra, các thiên hà có thể là một phần của cấu trúc dạng sợi kéo dài hoặc chúng có thể cư trú ở trạng thái biệt lập ở những vùng có mật độ thấp hơn của vũ trụ, ông nói. Khí và sao trong cụm thiên hà Một mô phỏng trên máy tính về hình dạng của khí và các ngôi sao trong một cụm thiên hà, nêu bật cách các cụm thiên hà được nhúng vào mạng lưới các sợi vũ trụ. Trong ảnh màu, cường độ và màu sắc của ảnh thể hiện mật độ và nhiệt độ của chất khí. Những hình ảnh này cho thấy những lần phóng to liên tiếp lên một thiên hà được nhúng trong một dây tóc. Đi ngược chiều kim đồng hồ từ trên cùng bên phải, các thanh tỷ lệ biểu thị độ dài 3.3 triệu năm ánh sáng, 3.3 triệu năm ánh sáng, 330 nghìn năm ánh sáng, 33 nghìn năm ánh sáng. Hình ảnh ở phía dưới bên phải hiển thị các ngôi sao trong các thiên hà trong cụm mô phỏng này, với thanh tỷ lệ tương ứng với 330 nghìn năm ánh sáng. Chương trình WISESize sẽ sử dụng các quan sát để đo sự phân bố không gian của khí và sao trong các thiên hà khi chúng di chuyển qua mạng lưới vũ trụ thấm vào vũ trụ gần đó. Bằng cách so sánh với các mô phỏng như mô phỏng được hiển thị ở đây, Rudnick và các cộng tác viên sẽ có thể xác định mạng lưới vũ trụ làm thay đổi các thiên hà như thế nào. (Hình ảnh: Yannick Bahé) Những nỗ lực trước đây chủ yếu tập trung vào việc so sánh các thiên hà theo cụm và nhóm với những thiên hà ở vùng có mật độ thấp nhất của vũ trụ, được gọi là “trường”. Những nghiên cứu này đã bỏ qua con đường của các sợi kết nối các khu vực dày đặc nhất. Nhóm của Rudnick sẽ xem xét phạm vi mật độ động đầy đủ trong vũ trụ bằng cách tập trung vào cách các thiên hà phản ứng với môi trường trong các sợi hướng chúng tới các nhóm thiên hà và thành các cụm thiên hà, làm thay đổi quá trình tiến hóa của các thiên hà trên đường đi. Rudnick cho biết: “Các thiên hà đi theo con đường đi vào những sợi này, lần đầu tiên trải qua một môi trường dày đặc trước khi phát triển thành các nhóm và cụm”. “Nghiên cứu các thiên hà trong các sợi cho phép chúng ta kiểm tra những cuộc gặp gỡ ban đầu của các thiên hà với môi trường dày đặc. Phần lớn các thiên hà đi vào 'trung tâm đô thị' của các cụm đều đi dọc theo những 'siêu xa lộ' này, chỉ có một số lượng tối thiểu đi theo các tuyến đường nông thôn đưa chúng vào các cụm và nhóm mà không tương tác nhiều với môi trường xung quanh. Trong khi các tuyến đường dạng sợi giống như đường cao tốc liên bang, thì những tuyến đường ít người di chuyển này vào các khu vực đông đúc lại giống với việc lái xe trên đường nông thôn ở Kansas để tiếp cận giới hạn thành phố. Các thiên hà có thể tồn tại ở dạng sợi hoặc thành từng nhóm nằm trong các sợi giống như các hạt trên một sợi dây. Thật vậy, hầu hết các thiên hà trong vũ trụ đều tồn tại theo nhóm. Do đó, với nghiên cứu của mình, chúng tôi sẽ đồng thời đạt được những hiểu biết sâu sắc về cả sự khởi đầu của các tác động môi trường lên các thiên hà và cách các thiên hà hoạt động ở những khu vực nơi chúng thường được tìm thấy nhiều nhất, các sợi và nhóm.” Trọng tâm chính của nghiên cứu sẽ là các điều kiện bên trong các sợi, trường, nhóm và cụm thiên hà này làm thay đổi “chu trình baryon” của các chất khí bên trong và xung quanh các thiên hà như thế nào. Mỗi vùng lân cận vũ trụ sẽ thay đổi cách thức hoạt động của khí trong và xung quanh các thiên hà và thậm chí có thể ảnh hưởng đến loại khí phân tử đậm đặc nhất mà từ đó các ngôi sao hình thành. Do đó, sự gián đoạn của chu trình baryon này có thể thúc đẩy hoặc cản trở quá trình hình thành sao mới. Gần đây, một báo cáo liên bang của cộng đồng thiên văn nhằm thiết lập các mục tiêu nghiên cứu thiên văn cho những năm 2020 – cuộc khảo sát Thập kỷ Astro2020 – đã đặt tên việc tìm hiểu chu trình baryon là một chủ đề khoa học quan trọng trong thập kỷ tới. “Không gian giữa các thiên hà chứa khí. Thật vậy, hầu hết các nguyên tử trong vũ trụ đều ở trong loại khí này và loại khí đó có thể tích tụ vào các thiên hà,” Rudnick nói. “Khí liên thiên hà này trải qua quá trình biến đổi thành sao, mặc dù hiệu suất của quá trình này tương đối thấp, chỉ một tỷ lệ nhỏ góp phần hình thành sao. Phần lớn bị trục xuất dưới dạng gió lớn. Một số cơn gió này thoát ra ngoài không gian, được gọi là dòng chảy ra ngoài, trong khi những cơn gió khác được tái chế và quay trở lại. Chu trình bồi tụ, tái chế và thoát ra liên tục này được gọi là chu trình baryon. Các thiên hà có thể được khái niệm hóa như các động cơ xử lý baryon, hút khí từ môi trường liên thiên hà và biến một phần khí đó thành các ngôi sao. Các ngôi sao lần lượt trở thành siêu tân tinh, tạo ra các nguyên tố nặng hơn. Một phần khí bị thổi vào không gian, tạo thành một đài phun nước thiên hà và cuối cùng rơi trở lại thiên hà.” Tuy nhiên, Rudnick cho biết khi các thiên hà gặp phải một môi trường dày đặc, chúng có thể chịu áp lực do chúng đi qua vùng khí xung quanh và áp suất này có thể phá vỡ chu trình baryon bằng cách tích cực loại bỏ khí khỏi thiên hà hoặc bằng cách tước đoạt tương lai của thiên hà. cung cấp khí đốt. Thật vậy, ở trung tâm của các cụm, các thiên hà có thể nhận thấy khả năng tạo sao của chúng bị dập tắt khi nguồn cung cấp khí của chúng bị loại bỏ. Ông nói: “Sự gián đoạn này ảnh hưởng đến việc hấp thụ và thải khí của các thiên hà, dẫn đến những thay đổi trong quá trình hình thành sao của chúng”. “Mặc dù có thể có sự gia tăng tạm thời trong quá trình hình thành sao, nhưng trong hầu hết các trường hợp, cuối cùng nó sẽ dẫn đến sự suy giảm quá trình hình thành sao.” Các cộng tác viên của Rudnick tại KU sẽ bao gồm các sinh viên tốt nghiệp như Kim Conger, người có công việc giúp hình thành đề xuất tài trợ, cùng với các nhà nghiên cứu đại học. Đồng điều tra viên chính của ông là Rose Finn, giáo sư vật lý và thiên văn học tại trường Cao đẳng Siena, cũng sẽ tuyển dụng và đào tạo sinh viên. Các nhà nghiên cứu sẽ sử dụng các bộ dữ liệu thiên văn như Khảo sát di sản DESI, hình ảnh WISE và GALEX của khoảng 14,000 thiên hà. Các quan sát mới bổ sung sẽ được nhân viên ở cả hai cơ sở thực hiện bằng cách sử dụng kính thiên văn Planewave 0.7 m của Siena để thu được hình ảnh mới về các thiên hà được trang bị bộ lọc tùy chỉnh sẽ được mua thông qua khoản tài trợ.  

Dấu thời gian:

Thêm từ công trình nano