Kada promatrate masivne galaksije koje vrve od zvijezda, lako je pomisliti da su one prave tvornice zvijezda koje neprestano proizvode sjajne plinske kugle. Međutim, istina je da manje evoluirane patuljaste galaksije posjeduju znatno veće regije za stvaranje zvijezda, s intenzivnijim procesom njihova formiranja.
Znanstvenici sa Sveučilišta u Michiganu otkrili su razlog ovom fenomenu: takve galaksije imaju prednost desetmilijunske odgode u raspršivanju plinova koji opterećuju njihovo okruženje. Time se regije u kojima nastaju zvijezde mogu dulje zadržati plin i prašinu, što omogućava formiranje i razvoj većeg broja zvijezda.
U ovim relativno netaknutim patuljastim galaksijama, masivne zvijezde — koje su teške od 20 do 200 puta više od mase našeg Sunca — kolabiraju u crne rupe umjesto da eksplodiraju kao supernove. Za razliku od njih, u više evoluiranim i zagađenim galaksijama poput Mliječne staze, one su sklonije eksploziji, čime stvaraju snažne galaktičke vjetrove. Plin i prašina se izbacuju iz galaksije, a proces stvaranja zvijezda brzo se zaustavlja. Nalazi istraživača objavljeni su u časopisu Astrophysical Journal.
Zvijezde kao supernove zagađuju
“Kada zvijezde eksplodiraju kao supernove, one zagađuju svoje okruženje proizvodeći i oslobađajući metale,” izjavila je Michelle Jecmen, glavna autorica studije i dodiplomska istraživačica. “Zaključujemo da u okruženjima s niskim udjelom metala — relativno čistim galaktičkim okruženjima — dolazi do desetmilijunske odgode u nastanku snažnih galaktičkih vjetrova, što rezultira povećanom brzinom stvaranja zvijezda.”
Istraživački tim sa Sveučilišta u Michiganu osvrnuo se i na tzv. “Hubble tuning fork” (više o istome možete pronači ovdje.), dijagram kojim je astronom Edwin Hubble klasificirao galaksije. Na istom nalaze se najveće galaksije. Velike, okrugle i prepune zvijezda, ove galaksije su već pretvorile sav svoj plin u zvijezde. Duž ruba dijagrama smještene su spiralne galaksije koje još uvijek sadrže plin i regije u kojima nastaju zvijezde. Na samim vrhovima nalaze se najmanje evoluirane, najmanje galaksije.
“No, ove patuljaste galaksije imaju zaista velike regije u kojima nastaju zvijezde,” naglasila je Sally Oey, astronomkinja sa Sveučilišta u Michiganu i vodeća autorica studije. “Postojale su različite teorije o tome zašto je to tako, ali Michelleino otkriće pruža vrlo uvjerljivo objašnjenje: ove galaksije teško prekidaju proces stvaranja zvijezda jer ne uspijevaju izbaciti svoj plin.”
Priliku za uvid u scenarije slične kozmičkoj zori
Osim toga, ovih deset milijuna godina “pauze” pružaju astronomima priliku za uvid u scenarije slične kozmičkoj zori, periodu neposredno nakon Velikog praska, objasnila je Jecmen. U nezagađenim patuljastim galaksijama, plin se skuplja formirajući prostore kroz koje može pobjeći zračenje. Ovaj već poznati fenomen poznat je kao “model četinaste ograde”, pri čemu UV zračenje bježi kroz razmake između letvica. Ova odgoda omogućava plinu da se sakupi.
Ultraljubičasto zračenje je važno jer ionizira vodik — proces koji se dogodio odmah nakon Velikog praska, čime se svemir preobrazio iz neprozirnog u proziran.
“Gledanje na patuljaste galaksije s niskim udjelom metala koje su bogate UV zračenjem donekle je slično promatranju događaja sve do kozmičke zore,” rekla je Jecmen. “Razumijevanje vremena oko Velikog praska iznimno je zanimljivo. To je temelj našeg znanja. Fascinantno je da danas možemo vidjeti slične situacije u galaksijama koje postoje.”
Druga studija, objavljena u Astrophysical Journal Letters pod vodstvom Oey, koristila je Hubbleov svemirski teleskop za promatranje Markarian 71 (Mrk 71), regije u obližnjoj patuljastoj galaksiji koja je udaljena oko 10 milijuna svjetlosnih godina. U Mrk 71, tim je pronašao opservacijske dokaze Jecmenovog scenarija. Koristeći novu tehniku s Hubbleovim teleskopom, tim je primijenio set filtera koji analizira svjetlost trostruko ioniziranog ugljika.
U evoluiranim galaksijama s brojnim supernovama, te eksplozije zagrijavaju plin u zvjezdanim skupinama do vrlo visokih temperatura, milijuna stupnjeva Kelvina, objasnila je Oey. Dok se ovaj vrući super-vjetar širi, on izbacuje preostali plin iz zvjezdanih skupina. Međutim, u okruženjima s niskim udjelom metala, poput Mrk 71, gdje zvijezde ne eksplodiraju, energija se zrači umjesto da stvara super-vjetar.
Filteri tima otkrili su difuzno svjetlo ioniziranog ugljika kroz cijeli Mrk 71, dokazujući da se energija zrači. Stoga nema vrućeg super-vjetra, što omogućuje da gusti plin ostane u okruženju.
Oey i Jecmen ističu da su njihova otkrića mnogostruko značajna.
“Naša otkrića mogu biti važna i za objašnjenje karakteristika galaksija koje trenutno promatra teleskop James Webb u razdoblju kozmičke zore,” rekla je Oey. “Čini se da smo još uvijek u fazi razumijevanja svih posljedica ovih otkrića.”
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
