Kaasu ajoi galaksit "kokoonpanolinjan tuotantoon"

Tähtitieteilijät löytävät syyn korkealle syntyvyydelle nuoressa maailmankaikkeudessa

Kaksi näkymää tyypillisestä galaksista, 5, 5 miljardia vuotta iso räjähdyksen jälkeen. Vasemmalla kuva Hubble-avaruusteleskoopista optisessa valossa, oikealla yhdistelmä IRAM-interferometrin (punainen / keltainen) kuva valokuvalla optisella alueella (harmaa). Nämä havainnot osoittavat, että galaktisen levyn kylmän kaasun massa on noin kymmenen kertaa suurempi kuin nykypäivän galakseissa. © MPE / IRAM
lukea ääneen

Nuori maailmankaikkeus oli yhden tähden kehto, tähtien muodostumisnopeus oli korkeampi kuin tänään. Miksi tähtitieteilijät ovat nyt selvittäneet, että muutama miljardi vuotta isojen räjähdysten jälkeen nuoret galaksit sisälsivät enemmän kaasua kuin nykyään, tarjoamalla suuremman määrän raaka-aineita tähten muodostumiseen. Tutkijat raportoivat nyt "Luonto" -lehdessä.

Tähdet nousevat jättiläisistä kaasupilvistä galakseissa. Kolme tai viisi miljardia vuotta iso räjähdyksen jälkeen nämä galaktiset järjestelmät näyttävät olevan muodostaneet enemmän tai vähemmän jatkuvia tähtiä, vaikkakin nopeudella, joka on vähintään kymmenen kertaa suurempi kuin vastaavasti massiivisissa galakseissa maailmankaikkeudessa. Peruskysymys on nyt, aiheuttiko tämä korkeampi tähtiä muodostumisnopeus suurempi määrä kylmää, molekyylikaasua - raaka-ainetta nuorille tähtiille. Tai oliko tähti syntyminen nuoressa maailmankaikkeudessa paljon tehokkaampaa.

Hiilimonoksidilinja kaasun indikaattorina

Laajamittainen tutkimus kaukaisista, valoisista ja massiivisista galakseista tuo nyt valoa pimeyteen. Radio-tähtitieteen instituutin (IRAM) interferometrillä Plateau de Burella oli mahdollista ensimmäistä kertaa tarkkailla suoraan tähtiä muodostuvaa raaka-ainetta. Laite, joka sijaitsee 2 600 metrin päässä Ranskan Alpeilla, on tällä hetkellä maailman tehokkain millimetrinen interferometri. Se on ainoa, joka voi havaita CO-molekyylien heikon päästöjohdon - kylmän kaasun paras indikaattori - kaukaisissa galakseissa. Interferometri koostuu kuudesta kaukoputkesta, joiden halkaisija on 15 metriä, ja jokainen on varustettu erittäin herkällä heterodyne-bemmeterillä millimetrien aallonpituuksien havaitsemiseksi.

Tutkimusryhmä, johon osallistuivat Max Planckin ulkomaalaisfysiikan instituutin astronomit, käytti IRAM: ää kaasun sisällön ja ominaisuuksien järjestelmälliseen mittaamiseen normaaleissa, ei liian valoisissa galakseissa hiilimonoksidispektrin avulla - hetkellä, kun avaruus on vain noin 40 tai 24 prosenttia hänen nykyisestä iästään oli hallussaan. Aiemmat havainnot olivat pääosin rajoittuneet harvinaisiin, erittäin valoisiin kohteisiin, kuten galaksien tai kvaasarien yhdistämiseen.

Kymmenen kertaa enemmän kaasua nuorissa galakseissa

"Pystyimme ensimmäistä kertaa havaitsemaan kylmät molekyylikaasut normaaleissa galakseissa ja kartoittamaan galaktiset järjestelmät, kuten ne olivat tyypillisiä massiivisille galaksipopulaatioille pian Ison räjähdyksen jälkeen", sanoo Linda Tacconi Max Planck -instituutin f : stä. Ulkopuolinen fysiikka. "Havaitsimme, että massiiviset normaalit galaksit, joiden punasiirtymä on 1, 2 ja 2, 3, sisältävät noin viisi-kymmenen kertaa enemmän kaasua kuin näemme läheisessä maailmankaikkeudessa." Tämä punasiirtymä on mitta Dier galaksien etäisyys ja siten niiden ikä. näyttö

Kosmisen nuoruuden galaksit osoittavat korkeaa tähtiä muodostuvan pitkään. Eli pimeän aineen halogeenista kaasun on jatkuvasti virtaava sisään - aivan kuten viimeaikaiset teoriat ennustavat. Näiden havaintojen toinen tärkeä tulos on ensimmäiset alueellisesti erotetut kuvat kylmän kaasun jakautumisesta ja liikkumisesta useissa galakseissa.

"Mittaukset antavat meille tärkeitä johtolankoja ja rajaolosuhteita seuraavan sukupolven teoreettisille malleille, joiden avulla haluamme tutkia yksityiskohtaisemmin galaksien evoluution alkuvaiheita", sanoo Andreas Burkert, Tähtien muodostuminen ja galaksien kehitys Garching Cluster of Excellence -universumissa. "Viime kädessä tämä työ auttaa meitä myös ymmärtämään Linnunreitin alkuperä ja kehitys."

(Max Planck Society, 11.02.2010 - NPO)