Klynger af galakser er de største rum i universet, der indeholder hundreder eller endda tusinder af galakser. I det tætte og uvurderlige miljø i disse klynger interagerer galakser aktivt, og dette kan afslutte eller bremse dannelsen af stjerner. Astronomer vil vide hvorfor.
Galakser dør i de mest ekstreme hjørner af universet. Deres stjernedannelse stopper, og astronomer vil vide hvorfor.
Deltagerne i et stort projekt ledet af canadierne håber at gøre dette. I deres arbejde vil de bruge et af de mest moderne teleskoper. Det nye program kaldes VERTICO, og dets mål er at studere i detaljer, hvordan miljøet dræber sine galakser.
Som den videnskabelige direktør for dette program leder jeg et team på 30 specialister, der ved hjælp af Large Atacam Millimeter Complex (ALMA) registrerer molekylært brint med høj opløsning i en gasformig tilstand i 51 galakser fra den nærmeste galakse klynge kaldet Jomfrueklyngen.
Atacama-komplekset på 1,4 milliarder dollars blev taget i brug i 2013. Det er en antennegruppe af flere sammenkoblede radioteleskoper installeret i en højde af 5.000 meter i Atacama-ørkenen i det nordlige Chile. Det er resultatet af internationale partnerskaber mellem Europa, USA, Canada, Japan, Sydkorea, Taiwan og Chile. Som det største jordbaserede astronomiske projekt, der i øjeblikket er i drift, er ALMA det mest avancerede millimeterbølgeteleskopkompleks. Det er ideelt til at studere klynger af tæt, kold gas, hvorfra nye stjerner dannes, fordi denne gas ikke kan ses i den synlige del af spektret.
ALMAs ambitiøse forskningsprogrammer, såsom VERTICO, er designet til at tackle strategiske videnskabelige problemer, der fører til store fremskridt og gennembrud på dette område.
Klynger af galakser
Salgsfremmende video:
Den måde galakser lever på i universet, hvordan de interagerer med deres intergalaktiske miljø og med hinanden, har en stor indflydelse på deres evne til at danne stjerner. Men spørgsmålet om, hvordan præcist dette intergalaktiske rum forudbestemmer galakernes liv og død forbliver ubesvaret.
Klynger af galakser er de mest massive og største rum i universet, der indeholder hundreder eller endda tusinder af galakser. Hvor der er masse, er der tyngdekraft. Og de kolossale tyngdekræfter, der findes i klyngerne, fremskynder galakser med enorme hastigheder, ofte tusinder af kilometer i sekundet, og opvarmer også plasmaet i intergalaktisk rum til så høje temperaturer, at det begynder at udsende røntgenstråler.
I det tætte og uvurderlige miljø i disse klynger interagerer galakser aktivt med deres omgivelser og med hinanden. Denne interaktion kunne afslutte eller bremse stjernedannelse.
At forstå, hvilke afkølingsmekanismer der stopper dannelsen af stjerner, og hvordan de gør det, er deltagerne i det fælles VERTICO-program hovedopgave.
Galaksers livscyklus
Når galakser i deres klynger kollapser, kan intergalaktisk plasma hurtigt fjerne deres gas i en voldsom reaktion kaldet tidevandsstripping. Når det stjernedannende brændstof fjernes, dræber det i det væsentlige galaksen, og det forvandles til en død genstand, hvor der ikke dannes flere stjerner.
Derudover kan klyngernes høje temperatur stoppe afkøling af varme gasser og deres fortykning, på grundlag af hvilken galakser opstår. I dette tilfælde fjernes gassen i galaksen ikke aktivt af miljøet, men forbruges som stjerner form. Denne proces fører til en langsom, men ubønhørlig ophør med stjernedannelse. Denne afslutning har et ret mærkeligt og smertefuldt navn: udmattelse eller kvælning.
Disse processer kan fortsætte på forskellige måder, men hver af dem efterlader en unik og identificerbar spor i den gas, der danner stjernene i galaksen. En af VERTICO-programmets vigtigste opgaver er at dele disse spor sammen og danne et billede af, hvordan klynger skaber forandringer i galakser. Baseret på resultaterne fra mange års arbejde med studiet af galaktisk evolution og påvirkningen af det intergalaktiske miljø på det, ønsker vi at løse nye, meget vigtige gåder.
Ideelt forskningsemne
Jomfrueklyngen er et ideelt sted til en så detaljeret udforskning af det ydre rum. Dette er den tætteste store galakse-klynge til os og er i færd med at dannes. Dette betyder, at vi kan få et statisk billede af galakser i forskellige faser af deres livscyklus. Dette giver os mulighed for at skabe et detaljeret billede af, hvordan stjernedannelse afbrydes i galakser.
Galakser i jomfrueklyngen observeres næsten alle bølgelængder af det elektromagnetiske spektrum (for eksempel radiobølger, optiske bølger, ultraviolet lys). Men vi kan endnu ikke observere den stjernedannende gas (den udføres i millimeterområdet) med den krævede nøjagtighed og opløsning. VERTICO, som et af de største ALMA-galaktiske efterforskningsprogrammer, vil producere kort i høj opløsning af molekylær brintgas (brændstof til stjernedannelse) til 51 galakser.
Når vi har modtaget data fra denne store prøve af galakser på Atakam-komplekset, kan vi forstå nøjagtigt, hvilken kølemekanisme - tidevandsstripping eller udmattelse - dræber galakser i ekstreme miljøer, og hvordan.
Ved at kortlægge stjernedannende gas i galakser, som er ubestridelige eksempler på miljøafkøling, vil VERTICO-medlemmer udvide vores forståelse af, hvordan galakser dannes og udvikles i disse mest mættede regioner i universet.
Toby Brown