Astronomi su završili najopsežniju i najtemeljitiju studiju koja istražuje uzroke procesa stvaranja zvijezda u najmasivnijim galaksijama svemira. Korištenjem NASA-inog Opservatorija Chandra za X-zrake, zajedno s drugim teleskopima, ovo istraživanje donosi neočekivane rezultate. Stručnjaci su ustanovili da se uvjeti za stvaranje zvijezda u ovako velikim galaksijama nisu značajno mijenjali tijekom proteklih deset milijardi godina.
Michael Calzadilla s Tehnološkog instituta Massachusetts (MIT), vodeći istraživač studije, ističe: “Iako je mnogo faktora moglo utjecati na formiranje zvijezda u proteklih deset milijardi godina, ključan čimbenik u ovim kolosalnim galaksijama je sposobnost brzog hlađenja okolnog vrućeg plina.”
Studija se fokusirala na skupine galaksija, najveće objekte u svemiru držane zajedno gravitacijom, koje sadrže goleme količine vrućeg plina vidljivog kroz X-zrake. Ovaj plin masom znatno nadmašuje ukupnu masu zvijezda u stotinama galaksija koje čine te skupine.
Calzadilla i njegov tim proučavali su najsvjetlije i najveće galaksije unutar 95 galaktičkih klastera, odabranih zbog njihove masivnosti i udaljenosti od Zemlje, koja varira između 3,4 i 9,9 milijardi svjetlosnih godina. Korištenje Južnopolarnog teleskopa (South Polar Telescope -SPT) bilo je ključno za ovo istraživanje.
Otkriveno je da proces stvaranja zvijezda u ovim galaksijama započinje kada “entropija“, mjera kaotičnog kretanja unutar vrućeg plina, padne ispod određene kritične razine. Prekoračenjem ove granice, vrući plin se počinje hladiti, što dovodi do formiranja novih zvijezda Michael McDonald, suautor studije s MIT-a, naglašava: “Impresivno je što jedan jedini broj može odrediti formiranje milijardi zvijezda i planeta u ovim gigantskim galaksijama, i to unazad deset milijardi godina.”
Revolucionarna studija
Studija je prva koja kombinira promatranja X-zrakama i optička promatranja centara skupina galaksija na tako širokom rasponu udaljenosti. To je omogućilo istraživačima da povežu gorivo potrebno za stvaranje zvijezda – vrući plin detektiran pomoću Chandra teleskopa – s stvarnim nastankom zvijezda nakon što se plin ohladi, što je vidljivo kroz optičke teleskope.
Istraživački tim je koristio radio teleskope kako bi proučio mlazove materijala izbačene iz supermasivnih crnih rupa u središtima ovih galaktičkih skupina. Uočili su fenomen “povratne sprege“, gdje hlađenje vrućeg plina, koji inicira stvaranje zvijezda, istovremeno opskrbljuje crne rupe. Ovo potiče mlazove i druge aktivnosti iz crnih rupa, koje zagrijavaju i energiziraju okolni prostor, privremeno prekidajući daljnje hlađenje plina. Ovaj proces stvara kompleksnu međuigru između formiranja zvijezda i aktivnosti supermasivnih crnih rupa.
Brad Benson s Sveučilišta u Chicagu i Fermilaba u Illinoisu, suautor studije, objašnjava,”ova studija je kao da smo sakupili različita poglavlja za knjigu o stvaranju zvijezda kroz veći dio vremenskog trajanja svemira. Umjesto riječima, ova priča je ispričana u X-zračnom, optičkom i radio spektru svjetlosti.”
Zanimljivo je da su prethodna istraživanja sugerirala da bi drugi faktori mogli igrati veću ulogu u procesu stvaranja zvijezda u dalekoj prošlosti. No, ova studija otkriva iznenađujuću dosljednost u procesu stvaranja zvijezda, čak i u razdoblju kozmičkog podneva. Lindsey Bleem iz Argonne National Laboratory u Illinoisu, suautorica studije, komentira: “Iako je svemir tada izgledao vrlo različito, čini se da se mehanizam stvaranja zvijezda u ovim galaksijama nije mijenjao.”
Nova studija pokazuje da se prag entropije za povratnu spregu ne primjenjuje na galaksije u udaljenijim skupinama, što ukazuje na manje reguliranu povratnu spregu crnih rupa prije deset milijardi godina.
Rezultati studije prezentirani su na 243. sastank u Američkog astronomskog društva u New Orleansu. Calzadilla je također prvi autor rada koji je poslan za objavu u časopisu Astrophysical Journal, a rad je dostupan na otvorenom serveru arXiv.
Studija pruža nova saznanja o procesima formiranja zvijezda u najmasivnijim galaksijama i kako se ti procesi nisu znatno mijenjali kroz dugi vremenski period svemira. Ova saznanja doprinose dubljem razumijevanju evolucije svemira i mehanizama koji oblikuju galaktičke strukture koje vidimo danas.
Ova otkrića temelje se na podacima prikupljenim kroz NASA-in Chandra X-ray Opservatorij, radio podacima SPT-a, Australian Telescope Compact Array i Australian SKA Pathfinder teleskopa, infracrvenim podacima NASA-inog satelita WISE, te korištenjem nekoliko optičkih teleskopa.
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
