Grozdi galaksij so največji vesolji v vesolju, ki vsebujejo stotine ali celo tisoče galaksij. V gostem in negostoljubnem okolju teh grozdov galaksije aktivno medsebojno vplivajo in to lahko konča ali upočasni nastanek zvezd. Astronomi želijo vedeti, zakaj.
Galaksije umirajo v najbolj skrajnih kotičkih vesolja. Njihova tvorba zvezd se ustavi in astronomi želijo vedeti, zakaj.
Udeleženci velikega projekta, ki ga vodijo Kanadčani, upajo, da bodo to storili. Pri svojem delu bodo uporabljali enega najsodobnejših teleskopov. Novi program se imenuje VERTICO, njegov cilj pa je podrobno preučiti, kako okolje ubija svoje galaksije.
Kot znanstveni vodja tega programa vodim skupino 30 specialistov, ki s pomočjo milimetrskega kompleksa Veliki Atacam (ALMA) beležijo molekulski vodik z visoko ločljivostjo v plinastem stanju v 51 galaksijah iz najbližjega grozda galaksije, imenovanega Grozd Device.
Kompleks Atacama v vrednosti 1,4 milijarde dolarjev je bil naročen leta 2013. Gre za antenski niz več medsebojno povezanih radijskih teleskopov, nameščenih na nadmorski višini 5.000 metrov v puščavi Atacama na severu Čila. Je rezultat mednarodnih partnerstev med Evropo, ZDA, Kanado, Japonsko, Južno Korejo, Tajvanom in Čilom. Kot največji kopenski astronomski projekt, ki trenutno deluje, je ALMA najnaprednejši milimetrski valovni teleskopski kompleks. Idealen je za proučevanje grozdov gostega, hladnega plina, iz katerega se tvorijo nove zvezde, saj ga ni mogoče videti na vidnem delu spektra.
Ambiciozni raziskovalni programi ALMA, kot je VERTICO, so zasnovani za reševanje strateških znanstvenih problemov, ki vodijo do velikega napredka in preboja na tem področju.
Grozdi galaksij
Promocijski video:
Kako galaksije živijo v vesolju, kako vplivajo na svoje medgalaktično okolje in med seboj, ima velik vpliv na njihovo sposobnost tvorjenja zvezd. Toda vprašanje, kako natančno ta medgalaktični prostor določa življenje in smrt galaksij, ostaja brez odgovora.
Grozdi galaksij so najbolj množični in največji prostori v vesolju, ki vsebujejo na stotine ali celo tisoče galaksij. Kjer je masa, je gravitacija. In kolosalne gravitacijske sile, prisotne v grozdih, pospešujejo galaksije do ogromnih hitrosti, pogosto na tisoče kilometrov na sekundo, prav tako segrejejo plazmo v medgalaktičnem prostoru do tako visokih temperatur, da začne oddajati rentgenske žarke.
V gostem in negostoljubnem okolju teh grozdov galaksije aktivno sodelujejo s svojo okolico in med seboj. Ta interakcija bi lahko končala ali upočasnila nastajanje zvezd.
Razumevanje, kateri mehanizmi za hlajenje ustavijo nastajanje zvezd in kako to počnejo, je glavna naloga udeležencev skupnega programa VERTICO.
Življenjski cikel galaksij
Ko se galaksije v njihovih grozdih sesedejo, lahko intergalaktična plazma hitro odstrani svoj plin v siloviti reakciji, imenovani odstranjevanje plimovanja. Ko gorivo, ki tvori zvezde, odstrani galaksijo in jo spremeni v mrtvi objekt, v katerem ne nastajajo več zvezde.
Poleg tega lahko visoka temperatura grozdov ustavi hlajenje vročih plinov in njihovo zgostitev, na podlagi katerih nastajajo galaksije. V tem primeru plina v galaksiji okolje ne odstranjuje aktivno, ampak se porabi v obliki zvezd. Ta postopek vodi do počasnega, a neizprosnega prenehanja nastajanja zvezd. Ta prekinitev ima precej čudno in boleče ime: izčrpanost ali zadušitev.
Ti procesi lahko potekajo na različne načine, vendar vsak od njih pusti edinstveno in prepoznavno sled v plinu, ki tvori zvezde galaksije. Ena glavnih nalog programa VERTICO je sestaviti te skladbe in oblikovati sliko, kako grozdi povzročajo spremembe v galaksijah. Na podlagi rezultatov dolgoletnega dela na preučevanju evolucije galaktike in vpliva medgalaktičnega okolja nanjo želimo rešiti nove, zelo pomembne uganke.
Idealen predmet raziskovanja
Grozd Device je idealna lokacija za tako podrobno raziskovanje vesolja. To nam je najbližje veliko galaksijsko grozdje in je v procesu nastajanja. To pomeni, da lahko dobimo statičen prikaz galaksij na različnih stopnjah njihovih življenjskih ciklov. To nam bo omogočilo izdelati podrobno sliko o tem, kako se v galaksijah prekinja nastajanje zvezd.
Galaksije v grozdu Device opazimo na skoraj vseh valovnih dolžinah elektromagnetnega spektra (na primer radijski valovi, optični valovi, ultravijolična svetloba). Vendar še ne moremo opazovati plina, ki tvori zvezde (poteka v milimetrskem območju) z zahtevano natančnostjo in ločljivostjo. VERTICO bo kot eden največjih programov raziskovanja galaktike ALMA izdelal zemljevide molekulskega vodikovega plina z visoko ločljivostjo (gorivo za nastajanje zvezd) za 51 galaksij.
Ko bomo pridobili podatke iz tega velikega vzorca galaksij v kompleksu Atakam, bomo lahko natančno razumeli, kateri hladilni mehanizem - odstranjevanje plimovanja ali izčrpanost - ubija galaksije v ekstremnih okoljih in kako.
Z zemljevidom plinov, ki tvorijo zvezde v galaksijah, ki so neovrgljivi primeri hlajenja v okolju, bodo člani VERTICO razširili naše razumevanje, kako se galaksije oblikujejo in razvijajo v teh najbolj nasičenih območjih vesolja.
Toby Brown