Galaktikas sen, sen, bija ļoti auglīgas; viņi dzemdēja zvaigznes vismaz ar desmit reizes lielāku ātrumu nekā mēs šodien redzam.
Kāpēc? Vai toreiz bija vairāk lietu, lai veidotu zvaigznes? Vai arī toreiz galaktikas bija efektīvākas zvaigžņu veidošanā? Vai kaut kas cits ??
Dr Linda Tacconi no Vācijas Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik vadīja starptautisku astronomu komandu, lai noskaidrotu, kāpēc… un šķiet, ka atbilde ir tāda, ka jaunās galaktikas tika piepildītas ar žaunām ar gāzi.
"Mēs pirmo reizi esam spējuši noteikt un attēlot auksto molekulāro gāzi normālās zvaigžņu veidojošās galaktikās, kas ir raksturīgas tipiskajām masīvajām galaktiku populācijām neilgi pēc Lielā sprādziena," sacīja Dr Tacconi.
Izaicinošie novērojumi sniedz pirmo ieskatu, kā galaktikas vai, precīzāk sakot, aukstā gāze šajās galaktikās izskatījās tikai 3 līdz 5 miljardus gadu pēc Lielā sprādziena (ekvivalents kosmoloģiskajam redshift no z ~ 2 līdz z ~ 1). Šķiet, ka šajā vecumā galaktikas ir veidojušās zvaigznes vairāk vai mazāk nepārtraukti ar vismaz desmit reizes lielāku ātrumu nekā līdzīgās masu sistēmās vietējā Visumā.
Tagad ir diezgan labi noteikts, ka galaktikas, kas veidojas no protogalaktikām, kuras pašas veidojas vietējā pārmērīgā blīvumā, kurās dominē aukstā tumšā viela - tumšās vielas halos -, kur savāc un atdzesē tikko neitrālais ūdeņradis un hēlijs. Sadursmju un apvienošanās, kā arī dažu notiekoša gāzu uzkrāšanās rezultātā proto-galaktikas veidoja jaunas galaktikas, dažus miljardus gadu pēc Lielā sprādziena, īsi sakot, hierarhiskā formācijā.
Sīki izstrādātiem aukstās gāzes, tās izplatības un dinamikas novērojumiem ir galvenā loma, atdalot sarežģītos mehānismus, kas ir atbildīgi par pirmo protogalaktiku pārvēršanu modernajās galaktikās, piemēram, Piena Ceļā. Liels attālinātu, gaismu zvaigžņu veidojošu galaktiku pētījums pie Plateau de Bure milimetru interferometra ir ļāvis izrāvienu, tieši aplūkojot zvaigžņu veidošanās “pārtiku”. Pētījumā tika izmantoti nozīmīgākie novērojumu centra radiometru jutības uzlabojumi, lai veiktu pirmo sistemātisko auksto gāzu īpašību (ko izseko oglekļa monoksīda molekulas rotācijas līnija) normālu masīvu galaktiku laikā, kad Visums bija 40% ( z = 1,2) un 24% (z = 2,3) no tā pašreizējā vecuma. Iepriekšējie novērojumi galvenokārt aprobežojās ar retiem, ļoti gaismas objektiem, ieskaitot galaktiku apvienošanos un kvazārus. Jaunais pētījums tā vietā izseko masīvas zvaigžņu veidojošās galaktikas, kas raksturo “normālu”, vidējo galaktiku populāciju šajā masas un sarkanā nobīdes diapazonā.
“Kad mēs sākām programmu aptuveni pirms gada,” saka Dr. Takconi, “mēs nevarējām būt pārliecināti, ka pat kaut ko atklāsim. Bet novērojumi bija veiksmīgi, pārsniedzot mūsu visoptimistiskākās cerības. Mēs esam spējuši parādīt, ka masīvām normālām galaktikām pie z ~ 1,2 un z ~ 2,3 bija piecas līdz desmit reizes vairāk gāzes nekā to, ko mēs redzam lokālajā Visumā. Ņemot vērā to, ka šīs galaktikas ilgstoši veidoja gāzi ar lielu ātrumu, tas nozīmē, ka gāzei ir jābūt nepārtraukti papildinātai ar akmeņiem, kas veidojas no tumšās vielas halos, lieliski saskaņojot ar neseno teorētisko darbu. ”
Vēl viens svarīgs šo novērojumu rezultāts ir pirmie telpiski izšķirti attēli par auksto gāzu izplatību un kustībām vairākās galaktikās. "Šis pētījums ir pavēris iespēju pilnīgi jaunam galaktiku evolūcijas izpētes ceļam," saka Pjērs Kokss, IRAM direktors. "Tas ir patiešām aizraujoši, un vēl ir daudz kas gaidāms."
“Šie aizraujošie atklājumi sniedz mums svarīgus norādījumus un ierobežojumus nākamās paaudzes teorētiskajiem modeļiem, kurus mēs izmantosim, lai detalizētāk izpētītu galaktiku agrīnās attīstības fāzes,” saka Andreas Burkert, Zvaigžņu veidošanās un galaktiku evolūcijas speciālists Vācijā. Klasteru Visums. "Galu galā šie rezultāti palīdzēs izprast mūsu Piena ceļa izcelsmi un attīstību."
Par EGS 1305123 attēlu: Tipiski masīvas galaktikas telpiski izšķirti optiskie un milimetru attēli ar sarkano nobīdi z = 1.1 (5,5 miljardi gadu pēc lielā sprādziena). Kreisais attēls tika uzņemts ar Habla kosmisko teleskopu V un I optiskajās joslās kā AEGIS apsekojumu par attālām galaktikām. Labais attēls ir CO 3-2 emisijas pārklājums, kas novērots ar PdBI (sarkanas / dzeltenas krāsas), kas ir uz I attēla (pelēks). Pirmo reizi šie novērojumi skaidri parāda, ka molekulāro līniju emisija un optiskā gaisma no masīvām zvaigznēm izseko masīvu, rotējošu disku ar diametru ~ 60 000 gaismas gadu. Šis disks pēc izmēra un struktūras ir līdzīgs, kā redzams z ~ 0 diska galaktikās, piemēram, Piena Ceļā. Tomēr aukstās gāzes masa šajā diskā ir aptuveni par apmēram lielāka nekā tipiskās z ~ 0 disku galaktikās. Tas izskaidro, kāpēc augsta z līmeņa galaktikas var veidoties nepārtraukti, apmēram desmit reizes pārsniedzot tipisko z ~ 0 galaktiku ātrumu.
Avoti: Maks Planka ārpuszemes fizikas institūts, Tacconi et al. (2010), Daba 463, 781 (preprint: arXiv: 1002.2149)
