V Mléčné dráze je rychlost tvorby hvězd přibližně jedna hmotnost Slunce každý rok. Asi před 10 miliardami let to bylo deset hmotností Slunce každý rok. Co se stalo?
Hvězdy se rodí v obřích molekulárních oblacích (GMC) a astronomové si myslí, že prostředí v galaxiích ovlivňuje tato oblaka a jejich schopnost plodit nové hvězdy. Někdy je prostředí tak extrémní, že celé galaxie přestávají tvořit nové hvězdy.
Astronomové tomu říkají „zhášení“ a chtějí vědět, co to způsobuje.
Galaktické zhášení je jednou z dlouhodobých záhad astrofyziky. Astronomové a astrofyzici tento jev podrobně studovali a přišli s různými možnými vysvětleními.
Jeden nápad se nazývá zpětná vazba černé díry . V tomto scénáři, když supermasivní černá díra v galaktickém centru nasává materiál, uvolňuje energii zpět do galaxie. Tato energetická zpětná vazba narušuje zásobování galaxií plynem. Plyn ze svatozáře již neproudí do galaxie, aby podporoval tvorbu hvězd.
Jiní výzkumníci poukázali na sloučení galaxií a obtěžování jako viníka. Někteří se zaměřili na to, jak dlouho proces kalení trvá. Někteří našli důkazy, že se to děje v pouhých 100 milionů let . Jiní zjistili, že to může trvat miliardy let .
Existuje mnoho otázek ohledně procesu galaktického zhášení.
Nový průzkum pomůže astrofyzikům vyřešit tuto otázku. Její název je „ VERTICO: Prostředí Panny sledované v průzkumu CO “ a je k dispozici na předtiskovém serveru arxiv.org. Hlavním řešitelem je Toby Brown, astrofyzik a člen Plaskett v Národní výzkumné radě Kanady.
Tento průzkum má jiný přístup než ostatní. Místo toho, aby se soustředila na jednotlivé galaxie, které prožívají zhášení, dívá se na kupy galaxií. Kupy galaxií mohou být velmi extrémními prostředími a jsou středem zájmu astrofyziky.
VERTICO je prostředí Panny sledované v průzkumu oxidu uhelnatého. Použila ALMA k mapování hvězdotvorného molekulárního plynu v 51 samostatných galaxiích v kupě Virgo. The Shluk Panny je naše nejbližší sousední kupa galaxií a obsahuje asi dva tisíce galaxií.
Tento hluboký obraz Shluk Panny získaný Chrisem Mihosem a jeho kolegy pomocí dalekohledu Burrell Schmidt ukazuje difuzní světlo mezi galaxiemi patřícími do kupy. Sever je nahoře, východ vlevo. Tmavé skvrny označují, kde byly ze snímku odstraněny jasné hvězdy v popředí. Messier 87 je největší galaxií na obrázku (vlevo dole). Obrazový kredit: Chris Mihos (Case Western Reserve University)/ESO – CC BY 4.0
'Vertico odhaluje lépe než kdy předtím je, jaké fyzikální procesy ovlivňují molekulární plyn a jak určují život a smrt galaxie,' řekl vedoucí VERTICO Toby Brown tisková zpráva .
Shluk Panny je obrovský a je také blízko nás. Díky tomu je přirozeným cílem pro průzkum, jako je VERTICO. „VERTICO je ideálním zdrojem pro studium osudu molekulárního plynu v kupách galaxií a fyziky procesů řízených prostředím, které narušují cyklus tvorby hvězd,“ píší autoři ve svém článku.
Hvězdokupa v Panně je ve srovnání s jinými hvězdokupami neobvyklá: probíhá spousta formování hvězd.
'Kupa v Panně je trochu neobvyklá v tom, že má relativně velkou populaci galaxií, které stále tvoří hvězdy,' řekla Christine Wilson, významná univerzitní profesorka na McMaster University a spoluřešitelka projektu VERTICO. 'Mnoha kupám galaxií ve vesmíru dominují červené galaxie s malým množstvím plynu a tvorby hvězd.'
Toto vysoké rozlišení odhalilo divokou a šílenou populaci plynových rezervoárů v 51 studovaných galaxiích. Prostředí je tak extrémní, že může uhasit tvorbu hvězd v galaxiích, které sídlí v kupě.
Některé označené galaxie v kupě Panny. Obrazový kredit: Wikisky
'Kupa v Panně je nejextrémnější oblastí místního vesmíru, naplněná milionovou plazmou, extrémními rychlostmi galaxií, násilnými interakcemi mezi galaxiemi a jejich okolím, vesnicí pro odpočinek galaxií, a tedy i hřbitovem galaxií,' řekl Brown.
Brown vysvětlil, že všechny tyto faktory vytvářejí stripování plynu, které zbavuje galaxie plynu potřebného k vytvoření nových hvězd.
'Odizolování plynu je jedním z nejpozoruhodnějších a nejnásilnějších vnějších mechanismů, které mohou zastavit tvorbu hvězd v galaxiích,' řekl Brown. „Odstranění plynu nastává, když se galaxie pohybují horkým plazmatem v kupě tak rychle, že se z galaxie strhává obrovské množství studeného molekulárního plynu, jako by byl plyn smeten obrovským kosmickým koštětem. Vynikající kvalita pozorování VERTICO nám umožňuje lépe vidět a porozumět takovým mechanismům.“
VERTICO samo o sobě není odpovědí na otázku galaktického zhášení. Místo toho představuje soubor dat s vysokým rozlišením pro studium. „Naším záměrem této práce je poskytnout přehled průzkumu VERTICO a zdůraznit jeho potenciál jako zdroje pro odhalení role, kterou hraje prostředí v evoluci galaxií. Za tímto účelem bude VERTICO použito ke studiu osudu molekulárního plynu v kupách galaxií a fyziky procesů řízených prostředím, které narušují cyklus tvorby hvězd,“ píší autoři.
V tomto smyslu je to podobné jako u jiných průzkumů, jako je například GAIA a SLOAN Digital Sky Survey (SDSS). GAIA vytvořila přesnou trojrozměrnou mapu Mléčné dráhy katalogizací více než jedné miliardy objektů. A SDSS vytvořila nejdetailnější mapu vesmíru se spektry více než tří milionů objektů.
Tvůrci VERTICO doufají, že jejich práce může přinést stejný druh příspěvku, jaký mají průzkumy jako GAIA a SDSS.
„Doufáme, že VERTICO posouvá naše chápání dál a poskytuje cenný odkaz, který bude sloužit komunitě v nadcházejících letech,“ píší.
'V průběhu let bylo mnoho otázek o tom, zda a jak prostředí kupy ovlivňuje molekulární plyn v galaxiích a jak přesně tato prostředí mohou přispět k jejich smrti. Stále máme co dělat, ale jsem si jistý, že VERTICO nám jednou provždy umožní odpovědět na tyto otázky,“ řekl spoluřešitel Wilson.