Przejdź do treści

Stłumiony proces formowania się gwiazd we wczesnym Wszechświecie

img

Masywne gromady galaktyk, niektóre o masie większej, niż sto galaktyk Drogi Mlecznej, zostały wykryte w kosmicznych epokach już około 3 mld lat po Wielkim Wybuchu. Ich ciągłe procesy gwiazdotwórcze czynią je wystarczająco jasnymi, by mogły być wykryte na tak dużych odległościach. Tego rodzaju gromady były przewidywane w symulacjach ewolucji kosmologicznej, ale ich właściwości są bardzo niepewne. Astronomowie zajmujący się ewolucją gwiazd we Wszechświecie są szczególnie zainteresowani tymi gromadami ze względu na obfitość gwiazd znajdujących się w nich oraz na ich aktywność.

Wbrew pozorom tworzenie się gwiazd w galaktykach nie jest procesem stałym. Nie tylko może w nich dochodzić do aktywności wybuchowej, może pobudzanej zderzeniami w sąsiednich galaktykach, ale może także nastąpić odwrotna sytuacja. Tworzenie gwiazd może samo się ograniczać, ponieważ młode  masywne gwiazdy wytwarzają wiatry i supernowe, które mogą rozrywać rodzime obłoki molekularne, uniemożliwiający tym samym przyszłe formowanie się gwiazd. W połączeniu z zakłóceniami wywołanymi przez dżety z aktywnego jądra supermasywnej czarnej dziury, ten destrukcyjny proces nazywa się wygaszaniem i uważa się, że jest w stanie zatrzymać proces formowania się gwiazd. Czy miało to miejsce we wczesnym Wszechświecie oraz kiedy i jak postępuje, jest kluczowym obszarem kosmicznych badań.

Astronomowie CfA Matt Ashby i Esra Bulbul są członkami zespołu South Pole Telescope (SPT), który odkrył i bada masywne gromady galaktyk we wczesnym Wszechświecie. Niedawno ukończyli dalsze badania nad formowaniem się gwiazd i populacjami gwiazdowymi w najbardziej odległych gromadach znalezionych w badaniach SPT. Korzystając z kamery IRAC zamontowanej na teleskopie Spitzera oraz kamery szerokopasmowej na teleskopie Hubble’a, badali pięć gromad z epoki około 4,5 mld lat po Wielkim Wybuchu, w czasie, w którym galaktyki ogólnie były szczególnie aktywne w tworzenie nowych gwiazd. Gromady tej wielkości są niezwykle rzadkie na takich odległościach i jest to pierwsze tego typu badanie, jakie kiedykolwiek wykonano. Wykorzystując podczerwoną barwę galaktyk w wybranych gromadach SPT, naukowcy byli w stanie scharakteryzować gwiazdy i aktywność gwiazdotwórczą. Co ciekawe, naukowcy odkryli, że w tej epoce masywne gromady mają tendencję do przyjmowania mieszanki typów galaktyk z dość powszechnymi nieaktywnymi galaktykami. Najwyraźniej w tych spokojnych członkach gromady nastąpiło już wygaszanie procesu formowania się gwiazd. Astronomowie dochodzą do wniosku, że tworzenie się gwiazd może być skutecznie tłumione w centralnych regionach najbardziej masywnych gromad, nawet w tych wczesnych epokach kosmicznych, kiedy zachodzi najbardziej intensywne formowanie się gwiazd. 

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
Suppressed Star Formation in the Early Universe

Galaxy populations in the most distant SPT-SZ clusters

Źródło: CfA

Na zdjęciu: Mapa gromady galaktyk przedstawiająca gęstość członków galaktyk w masywnej gromadzie SPT-CLJ0421. Źródło: Strazzullo i inni, 2019