Klynger av galakser er de største rommene i universet, som inneholder hundrevis eller til og med tusenvis av galakser. I det tette og ugjestmilde miljøet i disse klyngene samvirker galakser aktivt, og dette kan avslutte eller bremse dannelsen av stjerner. Astronomer vil vite hvorfor.
Galakser dør i de mest ekstreme hjørner av universet. Stjernedannelsen deres stopper opp, og astronomer vil vite hvorfor.
Deltakerne i et stort prosjekt ledet av kanadierne håper å gjøre dette. I sitt arbeid vil de bruke et av de mest moderne teleskopene. Det nye programmet heter VERTICO, og målet er å studere i detalj hvordan miljøet dreper galakene.
Som vitenskapelig leder for dette programmet leder jeg et team på 30 spesialister som bruker Large Atacam Millimeter Complex (ALMA), og registrerer høyoppløselig molekylært hydrogen i en gassformig tilstand i 51 galakser fra den nærmeste galakse klyngen kalt Virgo Cluster.
Atacama-komplekset på 1,4 milliarder dollar ble tatt i bruk i 2013. Det er en antenneserie av flere sammenkoblede radioteleskoper installert i en høyde av 5000 meter i Atacama-ørkenen i Nord-Chile. Det er resultatet av internasjonale partnerskap mellom Europa, USA, Canada, Japan, Sør-Korea, Taiwan og Chile. Som det største bakkebaserte astronomiske prosjektet som for tiden er i drift, er ALMA det mest avanserte millimeterbølgeteleskopkomplekset. Den er ideell for å studere klynger av tett, kald gass som nye stjerner dannes fra fordi denne gassen ikke kan sees i den synlige delen av spekteret.
ALMAs ambisiøse forskningsprogrammer, for eksempel VERTICO, er designet for å adressere strategiske vitenskapelige problemer som fører til store fremskritt og gjennombrudd på feltet.
Klynger av galakser
Salgsfremmende video:
Måten galakser lever i universet på, hvordan de interagerer med sitt intergalaktiske miljø og med hverandre, har stor innvirkning på deres evne til å danne stjerner. Men spørsmålet om hvor nøyaktig dette intergalaktiske rommet forhåndsbestemmer galakers liv og død forblir ubesvart.
Klynger av galakser er de mest massive og største rommene i universet, som inneholder hundrevis eller til og med tusenvis av galakser. Der det er masse, er det tyngdekraften. Og de kolossale gravitasjonskreftene som er tilstede i klyngene akselererer galakser til enorme hastigheter, ofte tusenvis av kilometer i sekundet, og varmer også plasmaet i intergalaktisk rom til så høye temperaturer at det begynner å avgi røntgenstråler.
I det tette og ugjestmilde miljøet i disse klyngene, samvirker galakser aktivt med omgivelsene og med hverandre. Dette samspillet kan avslutte eller redusere stjernedannelsen.
Å forstå hvilke kjølemekanismer som stopper dannelsen av stjerner og hvordan de gjør det, er hovedoppgaven til deltakerne i det felles VERTICO-programmet.
Livssyklus av galakser
Når galakser i klyngene deres kollapser, kan intergalaktisk plasma raskt fjerne gassen deres i en voldsom reaksjon som kalles tidevannsstripping. Når det stjernedannende drivstoffet fjernes, dreper det i hovedsak galaksen og gjør det til en død gjenstand der det ikke dannes flere stjerner.
I tillegg kan den høye temperaturen i klyngene stoppe avkjøling av varme gasser og deres tykning, på grunnlag av hvilke galakser oppstår. I dette tilfellet fjernes ikke gassen i galaksen aktivt av miljøet, men forbrukes som stjerner dannes. Denne prosessen fører til en langsom, men ubønnhørlig opphør av stjernedannelse. Denne avslutningen har et ganske rart og smertefullt navn: utmattelse eller kvelning.
Disse prosessene kan fortsette på forskjellige måter, men hver av dem etterlater en unik og identifiserbar løype i gassen som danner stjernene i galaksen. En av hovedoppgavene til VERTICO-programmet er å brette disse sporene og danne et bilde av hvordan klynger forårsaker endringer i galakser. Basert på resultatene fra mange års arbeid med studiet av galaktisk evolusjon og påvirkningen av det intergalaktiske miljøet på det, ønsker vi å løse nye, veldig viktige gåter.
Ideelt forskningsfag
Virgo Cluster er et ideelt sted for en så detaljert utforskning av det ytre rom. Dette er den nærmeste store galakse klyngen til oss og er i ferd med å danne. Dette betyr at vi kan få et statisk syn på galakser i forskjellige stadier av livssyklusene deres. Dette vil tillate oss å lage et detaljert bilde av hvordan stjernedannelse blir avbrutt i galakser.
Galakser i jomfrueklyngen blir observert på nesten alle bølgelengder i det elektromagnetiske spekteret (for eksempel radiobølger, optiske bølger, ultrafiolett lys). Men vi kan foreløpig ikke observere den stjernedannende gassen (den utføres i millimeterområdet) med den nødvendige nøyaktighet og oppløsning. VERTICO, som et av de største ALMA-galaktiske leteprogrammene, vil produsere kart med høy oppløsning av molekylær hydrogengass (drivstoff for stjernedannelse) for 51 galakser.
Etter å ha innhentet data fra denne store prøven av galakser ved Atakam-komplekset, kan vi forstå nøyaktig hvilken kjølemekanisme - tidevannsstripping eller utmattelse - som dreper galakser i ekstreme miljøer og hvordan.
Ved å kartlegge stjernedannende gass i galakser, som er ugjendrivelige eksempler på miljøkjøling, vil VERTICO-medlemmer utvide vår forståelse av hvordan galakser dannes og utvikles i disse mest mettede områdene i universet.
Toby Brown
