Przejdź do treści

Jak rosną galaktyki podobne do Drogi Mlecznej?

Galaktyka spiralna NGC 6744.

Galaktyk podobnych do Drogi Mlecznej jest we Wszechświecie mnóstwo. Niedawno opublikowano wyniki badań astronomicznych pomagające zrozumieć, jak te znane nam galaktyki spiralne rosną przez miliardy lat.

Jak rośnie Twoja Galaktyka?
W ciągu pierwszych miliardów lat po Wielkim Wybuchu zaczęły powstawać galaktyki. Jednak to, w jaki sposób najwcześniejsze galaktyki przekształciły się w te, które widzimy dzisiaj w otaczającym nas Wszechświecie, jest nadal przedmiotem dyskusji. Jednym z aspektów tego pytania jest wzrost masy gwiazdowej galaktyk – ilości masy zawartej w gwiazdach, w przeciwieństwie do obłoków gazu czy ciemnej materii. Masa gwiazdowa galaktyki rośnie z czasem, gdy obłoki gazu zapadają się, tworząc gwiazdy – ale nie jest jeszcze jasne, jak przebiega ten wzrost. Czy centra galaktyk są wczesnymi ośrodkami powstawania gwiazd? Czy w zewnętrznych obszarach dzieje się to wcześniej, czy też wszystkie regiony zyskują masę gwiazdową w podobnym tempie?

W najnowszym badaniu zespół kierowany przez Maryam Hasheminia (Uniwersytet w Shirazie w Iranie i Instytut Zaawansowanych Studiów w Naukach Podstawowych Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS) w Zanjan, także w Iranie) wykorzystał dane z badań, aby zrozumieć, jak Droga Mleczna i galaktyki jej podobne urosły do obecnych rozmiarów i kształtów.

Szukanie sobowtórów
Gdy obserwujemy galaktyki takie, jakie istniały miliardy lat temu, skąd wiemy, które z nich wyrosną, by wyglądać, jak Droga Mleczna? Hasheminia i współpracownicy użyli dwóch metod, aby wybrać galaktyki podobne do Drogi Mlecznej z przeglądów Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey (CANDELS) i 3D-Hubble Space Telescope.

W pierwszej metodzie zespół założył, że galaktyki podobne do Drogi Mlecznej podążają za obserwowaną relacją pomiędzy masą gwiazdową galaktyki a tempem formowania się gwiazd dla galaktyk aktywnie formujących gwiazdy, a autorzy wybrali galaktyki z danych przeglądowych, które podążały za tą relacją. W drugiej metodzie zespół dopasował masy gwiazdowe i wiek galaktyk w danych z przeglądu do historii wzrostu gwiazd w Drodze Mlecznej, uzyskanej z modeli ewolucji chemicznej.

Hasheminia i współpracownicy zbadali następnie, w jaki sposób masy gwiazdowe wybranych galaktyk ewoluowały w czasie, i porównali swoje odkrycia z wynikami symulacji kosmologicznych. Obie metody wykazały, że promień połowy masy – promień, w którym mieści się połowa gwiazd galaktyki (pod względem masy) – galaktyk podobnych do Drogi Mlecznej niewiele się zmienił w ciągu ostatnich dziesięciu miliardów lat.

Wyniki wskazują, że wszystkie części tych galaktyk uzyskują masę gwiazdową w podobnym tempie. Kontrastuje to z hipotezą o wzroście od wewnątrz, zgodnie z którą formowanie się gwiazd następuje najpierw w centrum galaktyki, zanim rozprzestrzeni się na zewnętrzne regiony, jak również z wynikami symulacji kosmologicznych. Symulacje odpowiadały odkryciom zespołu dotyczącym początku historii Wszechświata, ale po przekroczeniu progu sześciu milionów lat temu jedne i drugie zaczęły coraz wyraźniej się różnić.

Zespół sugeruje, że ich odkrycia są zgodne z wcześniejszymi scenariuszami ewolucji Drogi Mlecznej, w których gruby dysk gwiazd uformował się, gdy Wszechświat miał około sześciu miliardów lat, zanim proces formowania się gwiazd ustał, a w centrum galaktyki uformowała się poprzeczka gwiazd. Aby w pełni rozwikłać historię rozwoju Drogi Mlecznej i podobnych jej galaktyk spiralnych, będziemy potrzebowali wysokiej rozdzielczości obserwacji galaktyk z odległej przeszłości – a dzięki JWST takie obserwacje są w naszej przyszłości!

Opracowanie: Agnieszka Nowak

Więcej informacji:

Źródło: AAS

Na ilustracji: Galaktyka spiralna NGC 6744. Źródło: ESO

Reklama