Zhluky galaxií sú najväčšie priestory vo vesmíre a obsahujú stovky alebo dokonca tisíce galaxií. V hustej a nehostinnej atmosfére týchto zhlukov galaxie aktívne interagujú, čo môže ukončiť alebo spomaliť tvorbu hviezd. Astronómovia chcú vedieť prečo.
Galaxie umierajú v najextrémnejších kútoch vesmíru. Tvorba ich hviezd sa zastavuje a astronómovia chcú vedieť prečo.
Účastníci veľkého projektu vedeného Kanaďanmi dúfajú, že tak urobia. Vo svojej práci využijú jeden z najmodernejších ďalekohľadov. Nový program sa nazýva VERTICO a jeho cieľom je podrobne študovať, ako životné prostredie zabíja jeho galaxie.
Ako vedecký riaditeľ tohto programu vediem tím 30 špecialistov, ktorí pomocou Veľkého komplexu milimetrov Atacam (ALMA) zaznamenávajú molekulárny vodík s vysokým rozlíšením v plynnom stave v 51 galaxiách z najbližšieho zoskupenia galaxií s názvom Virgo Cluster.
Komplex Atacama v hodnote 1,4 miliardy dolárov bol uvedený do prevádzky v roku 2013. Je to anténne pole niekoľkých vzájomne prepojených rádiových ďalekohľadov inštalovaných v nadmorskej výške 5 000 metrov v púšti Atacama v severnom Čile. Je to výsledok medzinárodných partnerstiev medzi Európou, USA, Kanadou, Japonskom, Južnou Kóreou, Taiwanom a Čile. Ako najväčší pozemný astronomický projekt, ktorý je v súčasnosti v prevádzke, je ALMA najmodernejším komplexom milimetrových vĺn. Je ideálny na štúdium zhlukov studeného plynu, z ktorého sa tvoria nové hviezdy, pretože tento plyn nie je viditeľný vo viditeľnej časti spektra.
Ambiciózne výskumné programy spoločnosti ALMA, napríklad VERTICO, sú navrhnuté tak, aby riešili strategické vedecké problémy, ktoré vedú k veľkým pokrokom a prielomom v tejto oblasti.
Zhluky galaxií
Propagačné video:
Spôsob, akým galaxie žijú vo vesmíre, ako interagujú so svojím intergalaktickým prostredím a navzájom, má zásadný vplyv na ich schopnosť formovať hviezdy. Otázka, ako presne tento medzigalaktický priestor predurčuje život a smrť galaxií, zostáva nezodpovedaná.
Zhluky galaxií sú najmasívnejšie a najväčšie priestory vo vesmíre a obsahujú stovky alebo dokonca tisíce galaxií. Tam, kde je hmotnosť, existuje gravitácia. A kolosálne gravitačné sily prítomné v zoskupeniach zrýchľujú galaxie na obrovské rýchlosti, často tisíce kilometrov za sekundu, a tiež zahrievajú plazmu v medzigalaktickom priestore na také vysoké teploty, že začne emitovať röntgenové lúče.
V hustom a nehostinnom prostredí týchto zhlukov galaxie aktívne interagujú so svojím okolím a so sebou navzájom. Táto interakcia by mohla ukončiť alebo spomaliť tvorbu hviezd.
Pochopenie toho, ktoré mechanizmy chladenia zastavia vytváranie hviezd a ako to robia, je hlavnou úlohou účastníkov spoločného programu VERTICO.
Životný cyklus galaxií
Keď sa galaxie v ich zhlukoch zrútia, intergalaktická plazma môže rýchlo odstrániť ich plyn prudkou reakciou nazývanou prílivové odstraňovanie. Keď sa odstráni palivo tvoriace hviezdy, v podstate zabíja galaxiu a premieňa ju na mŕtvy objekt, v ktorom už nevznikajú žiadne hviezdy.
Okrem toho môže vysoká teplota zhlukov zastaviť chladenie horúcich plynov a ich zahusťovanie, na základe čoho vznikajú galaxie. V tomto prípade plyn v galaxii nie je aktívne odstraňovaný prostredím, ale je spotrebovaný vo forme hviezd. Tento proces vedie k pomalému, ale neúprosnému zastaveniu tvorby hviezd. Toto ukončenie má dosť zvláštne a bolestivé meno: vyčerpanie alebo udusenie.
Tieto procesy môžu prebiehať rôznymi spôsobmi, ale každý z nich zanecháva v plyne, ktorý tvorí hviezdy galaxie, jedinečnú a identifikovateľnú stopu. Jednou z hlavných úloh programu VERTICO je spojiť tieto skladby dohromady a vytvoriť obraz o tom, ako zhluky spôsobujú zmeny v galaxiách. Na základe výsledkov mnohoročnej práce na štúdiu galaktickej evolúcie a vplyvu medzigalaktického prostredia na ňu chceme vyriešiť nové, veľmi dôležité hádanky.
Ideálny predmet výskumu
Klaster Panny je ideálnym miestom pre taký podrobný prieskum vesmíru. Toto je pre nás najbližší veľký klaster galaxií a práve sa formuje. To znamená, že môžeme získať statický pohľad na galaxie v rôznych fázach ich životného cyklu. To nám umožní vytvoriť podrobný obraz o tom, ako je prerušovanie tvorby hviezd v galaxiách.
Galaxie v klastri Panny sa pozorujú takmer na všetkých vlnových dĺžkach elektromagnetického spektra (napríklad rádiové vlny, optické vlny, ultrafialové svetlo). Zatiaľ však nemôžeme pozorovať plyn tvoriaci hviezdy (vykonáva sa v milimetrovom rozsahu) s požadovanou presnosťou a rozlíšením. VERTICO, ako jeden z najväčších programov galaktického prieskumu ALMA, bude vyrábať mapy molekulárneho vodíka s vysokým rozlíšením (palivo na tvorbu hviezd) pre 51 galaxií.
Po získaní údajov z tejto veľkej vzorky galaxií v atakamskom komplexe môžeme presne pochopiť, ktorý chladiaci mechanizmus - prílivové odlivy alebo vyčerpanie - zabíja galaxie v extrémnych prostrediach a ako.
Mapovaním plynu tvoriaceho hviezdu v galaxiách, ktoré sú nevyvrátiteľnými príkladmi chladenia v prostredí, členovia VERTICO rozšíria naše chápanie toho, ako sa galaxie tvoria a vyvíjajú v týchto najviac nasýtených oblastiach vesmíru.
Toby Brown