Kako regije ‘kozmičke mreže’ utječu na ponašanje galaksija

Na Sveučilištu Kansas (KU), istraživači teže boljem razumijevanju kompleksnih mehanizama koji su ključni za evoluciju galaksija, koje tijekom svog životnog vijeka prolaze kroz “kozmičku mrežu” raznolikih okruženja. Profesor Gregory Rudnick, stručnjak za fiziku i astronomiju na KU, predvodi tim koji analizira “sadržaj plina i osobine formiranja zvijezda u galaksijama“, koje se mijenjaju ovisno o njihovoj poziciji u svemiru. “Osnovni cilj ovog projekta je shvatiti kako okolišni faktori utječu na transformaciju galaksija,” izjavio je Rudnick. “Galaksije su u svemiru raspoređene nejednako, karakterizirane različitim gustoćama. One se grupiraju u velike skupove, s brojem članova u rasponu od stotina do tisuća, kao i u manje grupe, sastavljene od desetaka do stotina galaksija.”

Nadalje, galaksije mogu biti dio prostranih filamentarnih struktura ili se mogu naći u izolaciji u manje gusto naseljenim regijama svemira, dodao je. Prethodne studije većinom su se fokusirale na usporedbu galaksija unutar skupina i grupa s onima u najmanje gusto naseljenim područjima svemira, poznatima kao “polje”. Međutim, te su studije zanemarivale filamentarne “autoceste” koje spajaju najgušće regije. Rudnickov tim namjerava istražiti cijeli spektar gustoća u svemiru, fokusirajući se na reakcije galaksija na okolišne uvjete u filamentima koji ih usmjeravaju prema galaktičkim grupama i skupinama, čime se mijenja njihova evolucija.

Put kroz kozmičke filamente

“Galaksije se kreću putanjama kroz ove filamente, prvi put doživljavajući gusto okruženje prije nego što uđu u grupe i skupine,” objasnio je Rudnick. “Istraživanjem galaksija unutar filamenata možemo proučavati njihove prve susrete s gusto naseljenim okruženjima. Većina galaksija ulazi u ‘gradske centre’ skupina putem ovih ‘super autocesta’, dok ih tek manji broj pristupa kroz ruralne rute koje vode do skupina i grupa bez značajne interakcije s okolinom. “Dok su filamenti usporedivi s međudržavnim autocestama, ove manje korištene rute do gusto naseljenih područja slične su vožnji ruralnim putevima do gradskih granica. Galaksije mogu biti smještene unutar filamenata ili biti dio grupa koje se nalaze u filamentima poput perli na koncu. U stvari, većina galaksija u svemiru se nalazi unutar takvih grupa. Stoga će naša studija omogućiti uvide u početak utjecaja okoline na galaksije, kao i u njihovo ponašanje u najčešćim staništima – u filamentima i grupama.”

Ključni aspekt istraživanja bit će kako uvjeti unutar filamenata, polja, grupa i skupina galaksija utječu na “barionski ciklus” plinova unutar i oko galaksija. Svako kozmičko susjedstvo mijenja način na koji plin djeluje unutar i oko galaksija, pa čak i utječe na najgušći molekularni plin iz kojeg se formiraju zvijezde. Poremećaji u ovom barionskom ciklusu mogu potaknuti ili ometati proces stvaranja novih zvijezda. Prema nedavnom izvještaju astronomske zajednice koji postavlja istraživačke ciljeve u astronomiji za 2020-e – Astro2020 Decadal Survey – razumijevanje barionskog ciklusa istaknuto je kao ključna znanstvena tema za nadolazeće desetljeće.

Plin: ključni dio svemira

“Među galaksijama nalazi se plin. Zapravo, većina atoma u svemiru je u tom plinu, koji se može nakupiti na galaksijama,” naglasio je Rudnick. “Ovaj međugalaktički plin transformira se u zvijezde, iako je učinkovitost ovog procesa relativno niska, s tek malim postotkom koji doprinosi formiranju zvijezda. Većina plina se izbacuje u obliku snažnih vjetrova. Neki od tih vjetrova odlaze u svemir, nazivajući se odljevima, dok se drugi dio reciklira i vraća. “Ovaj kontinuirani ciklus akumulacije, recikliranja i odljeva poznat je kao barionski ciklus. Galaksije se mogu smatrati strojevima za obradu bariona, koji privlače plin iz međugalaktičkog medija i pretvaraju dio njega u zvijezde. Zvijezde potom eksplodiraju kao supernove, stvarajući teže elemente. Dio plina izbacuje se u svemir, tvoreći “galaktičku fontanu” koja se konačno vraća galaksiji.”

Međutim, Rudnick je pojasnio da kada galaksije uđu u gusto naseljeno okruženje, mogu iskusiti pritisak uzrokovan prolaskom kroz okolni plin. Taj pritisak može poremetiti barionski ciklus, bilo aktivnim uklanjanjem plina iz galaksije ili uskraćivanjem buduće opskrbe plinom. U središtima galaktičkih skupina, galaksije mogu otkriti da im je sposobnost stvaranja zvijezda ugašena zbog uklanjanja opskrbe plinom.

“Poremećaj utječe na procese prijema i izbacivanja plina kod galaksija, uzrokujući promjene u njihovim procesima stvaranja zvijezda,” izjavio je. “Iako može doći do privremenog porasta stvaranja zvijezda, u gotovo svim slučajevima to konačno rezultira padom u stvaranju zvijezda.” Za svoje istraživanje, tim će koristiti astronomske podatke kao što su DESI Legacy Survey, WISE i GALEX snimanje oko 14.000 galaksija.

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr