Shluky galaxií jsou největší prostory ve vesmíru a obsahují stovky nebo dokonce tisíce galaxií. V hustém a nehostinném prostředí těchto shluků galaxie aktivně interagují, což může ukončit nebo zpomalit tvorbu hvězd. Astronomové chtějí vědět proč.
Galaxie umírají v nejextrémnějších koutech vesmíru. Jejich tvorba hvězd se zastavuje a astronomové chtějí vědět proč.
Účastníci velkého projektu vedeného Kanaďany doufají, že tak učiní. Ve své práci budou používat jeden z nejmodernějších dalekohledů. Nový program se jmenuje VERTICO a jeho cílem je podrobně studovat, jak životní prostředí zabíjí své galaxie.
Jako vědecký ředitel tohoto programu vedu tým 30 odborníků, kteří pomocí velkého komplexu milimetrů Atacam (ALMA) zaznamenávají molekulární vodík s vysokým rozlišením v plynném stavu v 51 galaxiích z nejbližšího galaxiového klastru zvaného Virgo Cluster.
Komplex Atacama ve výši 1,4 miliardy USD byl uveden do provozu v roce 2013. Je to anténní soustava několika vzájemně propojených rádiových dalekohledů instalovaných v nadmořské výšce 5 000 metrů v poušti Atacama v severním Chile. Je to výsledek mezinárodních partnerství mezi Evropou, USA, Kanadou, Japonskem, Jižní Koreou, Tchaj-wanem a Chile. Jako největší pozemní astronomický projekt, který je v současné době v provozu, je ALMA nejmodernějším komplexem milimetrových vln. Je ideální pro studium shluků hustého studeného plynu, ze kterého se vytvářejí nové hvězdy, protože tento plyn nelze vidět ve viditelné části spektra.
Ambiciózní výzkumné programy společnosti ALMA, jako je VERTICO, jsou navrženy tak, aby řešily strategické vědecké problémy, které vedou k významným pokrokům a průlomům v této oblasti.
Shluky galaxií
Propagační video:
Způsob, jakým galaxie žijí ve vesmíru, jak interagují se svým intergalaktickým prostředím a mezi sebou, má zásadní dopad na jejich schopnost tvořit hvězdy. Otázka, jak přesně tento mezigalaktický prostor předurčuje život a smrt galaxií, zůstává nezodpovězena.
Shluky galaxií jsou nejmasivnější a největší prostory ve vesmíru a obsahují stovky nebo dokonce tisíce galaxií. Tam, kde je hmota, existuje gravitace. A kolosální gravitační síly přítomné v klastrech urychlují galaxie na obrovské rychlosti, často tisíce kilometrů za sekundu, a také zahřívají plazmu v mezigalaktickém prostoru na tak vysoké teploty, že začne emitovat rentgenové paprsky.
V hustém a nehostinném prostředí těchto shluků galaxie aktivně interagují se svým okolím a mezi sebou. Tato interakce by mohla ukončit nebo zpomalit tvorbu hvězd.
Hlavním úkolem účastníků společného programu VERTICO je pochopit, které chladicí mechanismy zastavují vznik hvězd a jak to dělají.
Životní cyklus galaxií
Když se galaxie ve svých shlucích zhroutí, může intergalaktická plazma rychle odstranit jejich plyn v prudké reakci zvané přílivové stripování. Když je palivo vytvářející hvězdy odstraněno, v podstatě zabíjí galaxii a promění ji v mrtvý předmět, ve kterém již nevznikají žádné hvězdy.
Kromě toho může vysoká teplota shluků zastavit chlazení horkých plynů a jejich zahušťování, na základě kterých vznikají galaxie. V tomto případě není plyn v galaxii aktivně odstraňován prostředím, ale je spotřebován ve formě hvězd. Tento proces vede k pomalému, ale neúprosnému zastavení tvorby hvězd. Toto ukončení má poněkud podivné a bolestivé jméno: vyčerpání nebo udušení.
Tyto procesy mohou probíhat různými způsoby, ale každý z nich zanechává v plynu, který tvoří hvězdy galaxie, jedinečnou a identifikovatelnou stopu. Jedním z hlavních úkolů programu VERTICO je spojit tyto stopy dohromady a vytvořit obrázek toho, jak klastry způsobují změny v galaxiích. Na základě výsledků mnohaleté práce na studiu galaktického vývoje a vlivu mezigalaktického prostředí na něj chceme vyřešit nové, velmi důležité hádanky.
Ideální předmět výzkumu
Klastr Panny je ideálním místem pro takové podrobné zkoumání vesmíru. Toto je pro nás nejbližší velká shluk galaxií a právě se formuje. To znamená, že můžeme získat statický pohled na galaxie v různých fázích jejich životních cyklů. To nám umožní vytvořit podrobný obrázek o tom, jak je tvorba hvězd přerušena v galaxiích.
Galaxie v klastru Panny jsou pozorovány téměř na všech vlnových délkách elektromagnetického spektra (například radiové vlny, optické vlny, ultrafialové světlo). Zatím však nemůžeme pozorovat plyn vytvářející hvězdu (provádí se v milimetrovém rozsahu) s požadovanou přesností a rozlišením. VERTICO, jako jeden z největších galaktických průzkumných programů ALMA, vytvoří mapy 51 molekulárních vodíkových plynů s vysokým rozlišením (palivo pro tvorbu hvězd) pro 51 galaxií.
Na základě získaných dat z tohoto velkého vzorku galaxií v komplexu Atakam můžeme přesně pochopit, který chladicí mechanismus - odliv nebo odliv - zabíjí galaxie v extrémních prostředích a jak.
Mapováním plynu vytvářejícího hvězdy v galaxiích, které jsou nevyvratitelnými příklady chlazení prostředí, rozšíří členové VERTICO naše chápání toho, jak se galaxie vytvářejí a vyvíjejí v těchto nejvíce nasycených oblastech vesmíru.
Toby Brown