Ένας προπτυχιακός φοιτητής στο Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης στο Amherst (UMA) διεξήγαγε έρευνα σχετικά με την ανάπτυξη των αστεριών και
Πώς αναπτύσσονται οι γαλαξίες;
Οι αστρονόμοι γνωρίζουν ότι η εξέλιξη των γαλαξιώνπροκαλείται από δύο διαδικασίες: την ανάπτυξη υπερμεγέθων μαύρων τρυπών στο κέντρο καθεμιάς από αυτές και το σχηματισμό νέων άστρων. Αλλά το πώς συνδέονται αυτές οι διαδικασίες παρέμεινε ένα μυστήριο και είναι ένα από τα ερωτήματα που θα μελετήσει το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb που εκτοξεύτηκε πρόσφατα. Το έργο της Meredith Stone, η οποία θα αποφοιτήσει από το πρόγραμμα αστρονομίας του UMass Amherst τον Μάιο του 2022, θα βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα πώς συνδέονται.
«Γνωρίζουμε ότι οι γαλαξίες μεγαλώνουν,συγκρούονται και αλλάζουν σε όλη τους τη ζωή», λέει ο Stone, ο οποίος ολοκλήρωσε τη μελέτη υπό την καθοδήγηση της Alexandra Pope, καθηγήτριας αστρονομίας στο UMA και ανώτερη συγγραφέα μιας νέας εργασίας που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο Astrophysical Journal. «Και γνωρίζουμε ότι η ανάπτυξη των μαύρων τρυπών και ο σχηματισμός των αστεριών παίζουν καθοριστικό ρόλο. Είναι γνωστό ότι αυτοί οι δύο παράγοντες σχετίζονται και επηρεάζουν ο ένας τον άλλον. Αλλά μέχρι τώρα ήταν δύσκολο να καταλάβουμε πώς ακριβώς».
Ποιο είναι το πρόβλημα?
Ένας από τους λόγους για τους οποίους είναι δύσκολο να μελετήσει κανείςΗ αλληλεπίδραση μεταξύ μαύρων οπών και αστεριών είναι ότι είναι δύσκολο για τους αστρονόμους να παρατηρήσουν πραγματικά αυτές τις αλληλεπιδράσεις. Το πρόβλημα είναι ότι όλες οι σημαντικές διεργασίες κρύβονται πίσω από τεράστια σύννεφα κοσμικής σκόνης. Έτσι, σε γαλαξίες που σχηματίζουν ενεργά αστέρια, περισσότερο από το 90% του ορατού φωτός μπορεί να απορροφηθεί από αυτό.
Galaxy NGC 1614. Φωτογραφία: NASA
Ωστόσο, υπάρχει μια λύση:Όταν η σκόνη απορροφά το ορατό φως, θερμαίνεται. Και παρόλο που το γυμνό ανθρώπινο μάτι δεν μπορεί να δει τη θερμότητα, τα υπέρυθρα τηλεσκόπια μπορούν. Ως μέρος της νέας μελέτης, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer που συλλέχτηκε κατά τη διάρκεια της εκστρατείας Great Observatories All-sky LIRG Survey (GOALS). Ο στόχος είναι να μελετηθούν τα μήκη κύματος του μεσαίου υπέρυθρου μερικών από τους φωτεινότερους γαλαξίες που βρίσκονται σχετικά κοντά στη Γη. Συγκεκριμένα, οι αστρονόμοι έψαχναν για ειδικά ενδεικτικά σημάδια που είναι τα δακτυλικά αποτυπώματα μαύρων οπών και αστεριών στη μέση του σχηματισμού.
Υπάρχει λύση
Το πρόβλημα είναι ότι αυτά τα ίχνη είναι πολύ αδύναμα,και σχεδόν δεν διακρίνονται από τον γενικό θόρυβο του υπέρυθρου φάσματος. Ως μέρος μιας νέας μελέτης, η Meredith Stone βαθμολόγησε τις μετρήσεις αυτών των δεικτών για να είμαστε πιο ακριβείς.
Μόλις οι αστρονόμοι έλαβαν σαφέστερα δεδομέναπαρατηρήσεις, είδαν ότι η ανάπτυξη μαύρης τρύπας και ο σχηματισμός άστρων συμβαίνουν στην πραγματικότητα ταυτόχρονα στους ίδιους γαλαξίες και φαίνεται να επηρεάζουν ο ένας τον άλλον.
Οι επιστήμονες έχουν υπολογίσει ακόμη και την αναλογία πουπεριγράφει πώς συνδέονται αυτά τα δύο φαινόμενα. Έτσι, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν φωτεινές γραμμές εκπομπής [Ne ii] και [Ne iii], που είναι «υπεύθυνες» για το σχηματισμό άστρων, και ασθενέστερες γραμμές εκπομπής [Ne v] και [O iv] από ενεργούς πυρήνες γαλαξίες (AGN) σε όλο το φάσμα. Αποδείχθηκε ότι η φωτεινότητα του Ne ii είναι αρκετά σταθερή σε όλα τα κύτταρα του κλάσματος AGN, ενώ η φωτεινότητα των [O]iv και [Nev] αυξάνεται κατά περισσότερο από μια τάξη μεγέθους.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι η χρήσηη φωτεινότητα [O iv] χωρίς διόρθωση για σχηματισμό άστρων μπορεί να οδηγήσει σε υπερεκτίμηση του ρυθμού αύξησης της μαύρης τρύπας (BHAR, ρυθμοί συσσώρευσης μαύρης τρύπας) έως και 30 φορές σε φωτεινούς υπέρυθρους γαλαξίες (LIRG, φωτεινοί υπέρυθροι γαλαξίες) με υπεροχή αστρικών εκλάμψεων . Η αναλογία του ρυθμού BHAR προς το σχηματισμό άστρων αυξάνεται κατά περισσότερες από τρεις τάξεις μεγέθους ανάλογα με την αναλογία των AGNs στο εύρος του μεσαίου υπέρυθρου των γαλαξιών LIRG.
Γιατί είναι αυτό σημαντικό;
Αυτό δεν είναι μόνο μια συναρπαστική επιστημονικήκατόρθωμα. Τα αποτελέσματα της νέας μελέτης θα βοηθήσουν στη χρήση του JWST, με την άνευ προηγουμένου πρόσβασή του στο φως μεσαίου υπερύθρου, για να μελετηθεί πιο προσεκτικά ο σχηματισμός γαλαξιών. Εξάλλου, αν και οι επιστήμονες έχουν υπολογίσει πώς συνδέονται οι μαύρες τρύπες και τα αστέρια σε έναν γαλαξία, το γιατί συμβαίνει αυτό παραμένει ένα μυστήριο.
Διαβάστε περισσότερα:
Οι φυσικοί βρήκαν ένα παγκόσμιο «ρολόι» στο διάστημα: είναι πιο ακριβή από τα ατομικά
Οι αρχαιολόγοι βρήκαν σχέδια ανατριχιαστικών ανθρώπων με τεράστια κεφάλια: ποιοι ήταν
Το τηλεσκόπιο James Webb τράβηξε την πρώτη φωτογραφία του Δία: έχει 9 κινούμενους στόχους ταυτόχρονα