Galaksije u gusto naseljenoj skupini COSMOS-Gr30 imaju u prosjeku znatno manje hladnog molekularnog plina nego što bi se očekivalo za usporedive galaksije koje stvaraju zvijezde. Nova mjerenja upućuju na zalihe od tek 20 do 40 posto očekivane vrijednosti. Procjena ima znatne nesigurnosti, ali upućuje na manjak plina iz kojeg nastaju nove zvijezde.
Skupina s najmanje 44 poznate galaksije nalazi se na sjecištu nekoliko niti kozmičke mreže. Vidimo je kakva je bila prije približno sedam milijardi godina, u razdoblju između najveće aktivnosti stvaranja zvijezda u svemiru i današnjeg vremena.
Kako izmjeriti plin koji se teško vidi
Jonathan Freundlich sa Sveučilišta u Strasbourgu i suradnici promatrali su skupinu sustavom radioteleskopa NOEMA u francuskim Alpama te 30-metarskim teleskopom instituta IRAM u Španjolskoj. U radu u časopisu Astronomy & Astrophysics analizirali su zračenje ugljikova monoksida, koje služi za procjenu količine molekularnog plina.
Glavni sastojak tih zaliha jest molekularni vodik, no njega je u hladnim oblacima teško izravno pratiti. Astronomi zato mjere zračenje drugih molekula i uz odgovarajuće pretpostavke procjenjuju ukupnu masu plina. Na procjenu mase zato utječu i pretpostavke o svojstvima plina.
Jasan signal otkriven je u četiri galaksije. Za preostalih 13 u promatranom području tim je odredio gornje granice: koliko bi plina moglo biti prisutno, a da ga opažanje još ne uspije razlučiti. Kombiniranjem signala svih 17 galaksija dobili su procjenu njihova prosječnog sadržaja plina.
Zajedničko mjerenje upućuje na manjak u odnosu na očekivanja za galaksije usporedivih svojstava. Neke pojedinačne galaksije imaju uobičajene zalihe, a statističke nesigurnosti ostaju znatne. Brojka od 20 do 40 posto zato ne znači da je svaka članica skupine izgubila jednak udio plina.
Okolina može prekinuti dotok materijala
U zbijenim skupinama galaksije gravitacijski djeluju jedna na drugu, a pri gibanju nailaze i na okolni plin. Takvi procesi mogu izvlačiti plin iz galaksija ili spriječiti novi dotok kojim bi obnovile zalihe. Opažanja COSMOS-Gr30 podupiru utjecaj okoline, ali još ne razdvajaju pouzdano doprinos pojedinih mehanizama.
Ranija mjerenja instrumentom MUSE na Vrlo velikom teleskopu otkrila su golemu strukturu ioniziranog plina koja okružuje osam galaksija u skupini. Dio tog materijala vjerojatno je izbačen iz samih galaksija. Novi rad traži vezu između plina unutar galaksija i onoga koji se nalazi među njima.
Pritom nije sav plin jednako pogodan za stvaranje zvijezda. Raspršen, ioniziran plin razlikuje se od hladnih, gustih molekularnih oblaka. Promatranja 30-metarskim teleskopom nisu dala izravan dokaz velikog molekularnog spremnika između galaksija. Postavljena gornja granica upućuje na to da je manje od trećine plina u toj proširenoj strukturi u hladnoj molekularnoj fazi.
Što nedostatak plina znači za nove zvijezde
Manje raspoloživog plina može ograničiti buduće stvaranje zvijezda, ali ova mjerenja ne pokazuju da je ono već stalo. Procijenjeno vrijeme potrebno da galaksije potroše postojeće zalihe, uz sadašnju stopu stvaranja zvijezda, uklapa se u usporedne vrijednosti.
Za provjeru koliko je COSMOS-Gr30 reprezentativan trebat će promatrati i druge skupine. Autori predlažu dublja mjerenja instrumentima NOEMA, IRAM i ALMA, uz preciznije procjene stvaranja zvijezda. ALMA bi mogla otkriti i hladnu molekularnu komponentu dosad poznate međugalaktičke strukture.
