Galaxiile demult, cu mult timp în urmă, erau foarte fecunde; ei au născut stele în proporție de cel puțin zece ori mai mare decât ceea ce vedem astăzi.
De ce? Era atunci mai multe lucruri pentru a face vedete? Sau galaxiile erau atunci mai eficiente la fabricarea stelelor? Sau altceva??
Dr. Linda Tacconi, de la Max-Planck-Institut pentru extraterrestrische Physik din Germania, a condus o echipă internațională de astronomi să afle de ce ... și răspunsul pare să fie că galaxiile tinere au fost umplute la branhii cu gaz.
„Am reușit, pentru prima dată, să detectăm și să imaginăm gazul molecular rece în galaxiile normale care formează stele, care sunt reprezentative pentru populațiile tipice masive de galaxie la puțin timp după Big Bang”, a spus dr. Tacconi.
Observațiile provocatoare dau prima vedere cum galaxiile, sau mai exact gazul rece din aceste galaxii arătau la doar 3 - 5 miliarde de ani după Big Bang (echivalentul unui redshift cosmologic z ~ 2 la z ~ 1). La această vârstă, galaxiile par să fi format stele mai mult sau mai puțin continuu cu cel puțin zece ori rata observată în sistemele de masă similare din Universul local.
Acum este destul de bine stabilit că galaxiile formate din proto-galaxii, care s-au format ele însele în supra-densități locale, dominate de materia întunecată rece - halos de materie întunecată - unde noul neutru hidrogen și heliu au fost colectate și răcite. Prin coliziuni și fuziuni, precum și unele accelerații de gaz continuu, proto-galaxiile au format galaxii tinere, la câteva miliarde de ani după Big Bang - pe scurt, formațiune ierarhică.
Observațiile detaliate ale gazelor reci și distribuția și dinamica acestuia dețin un rol esențial în dezafectarea mecanismelor complexe responsabile de transformarea primelor proto-galaxii în galaxii moderne, precum Calea Lactee. Un studiu major asupra galaxiilor îndepărtate și luminoase care formează stele la interferometrul milimetric Plateau de Bure a dus acum la o descoperire prin faptul că ar trebui să aruncăm o privire directă asupra „hranei” formării stelare. Studiul a profitat de progrese recente recente în sensibilitatea radiometrelor la observator pentru a face primul sondaj sistematic al proprietăților gazelor reci (urmărite de o linie de rotație a moleculei de monoxid de carbon) a galaxiilor masive normale când Universul era de 40% ( z = 1,2) și 24% (z = 2,3) din vârsta actuală. Observațiile anterioare erau limitate în mare măsură la obiecte rare, foarte luminoase, inclusiv fuziuni și cvasari de galaxie. Noul studiu urmărește în schimb galaxii masive formând stele reprezentative pentru populația de galaxie „normală”, medie în această masă și în intervalul redshift.
„Când am început programul acum aproximativ un an”, spune dr. Tacconi, „nu puteam fi siguri că vom detecta chiar ceva. Dar observațiile au avut succes dincolo de speranțele noastre cele mai optimiste. Am putut demonstra că galaxiile normale masive la z ~ 1.2 și z ~ 2.3 au avut de cinci până la zece ori mai mult gaz decât ceea ce vedem în Universul local. Având în vedere că aceste galaxii formau gaz la o rată ridicată pe perioade lungi de timp, aceasta înseamnă că gazul trebuie să fie complet reîncărcat prin acreția din halosul de materie întunecată, în acord excelent cu lucrările teoretice recente. "
Un alt rezultat important al acestor observații sunt primele imagini rezolvate spațial ale distribuției gazelor reci și mișcări în mai multe galaxii. „Acest sondaj a deschis ușa pentru o cale complet nouă de studiere a evoluției galaxiilor”, spune Pierre Cox, directorul IRAM. "Acest lucru este cu adevărat interesant și mai sunt multe de venit."
„Aceste descoperiri fascinante ne oferă indicii și constrângeri importante pentru modelele teoretice de generație viitoare pe care le vom folosi pentru a studia mai detaliat fazele timpurii ale dezvoltării galaxiilor”, spune Andreas Burkert, specialist pentru formarea stelelor și evoluția galaxiilor la excelența Germaniei. Universul Cluster. „În cele din urmă, aceste rezultate vor ajuta la înțelegerea originii și dezvoltării Căii Lactee.”
Despre imaginea EGS 1305123: Imagini optice și milimetrice rezolvate spațial ale unei galaxii masive tipice la redshift z = 1,1 (5,5 miliarde de ani după Big Bang). Imaginea din stânga a fost realizată cu Telescopul spațial Hubble în benzile optice V și I, ca parte a sondajului AEGIS asupra galaxiilor îndepărtate. Imaginea din dreapta este o suprapunere a emisiilor de CO 3-2 observată cu PdBI (culori roșu / galben) suprapuse imaginii I (gri). Pentru prima dată, aceste observații arată clar că emisia de linii moleculare și lumina optică de la stele masive urmăresc un disc rotativ masiv, cu diametrul ~ 60.000 de ani lumină. Acest disc are dimensiunea și structura asemănătoare așa cum se vede în galaxiile de disc z ~ 0, cum este Calea Lactee. Cu toate acestea, masa de gaz rece care se află în acest disc este cu aproximativ un ordin de mărime mai mare decât în galaxiile tip z ~ 0 de disc. Acest lucru explică de ce galaxiile high-z pot forma continuu de aproximativ zece ori rata galaxiilor tipice z ~ 0.
Surse: Institutul Max Planck pentru Fizică Extraterestră, Tacconi și colab. (2010), Nature 463, 781 (amprentă: arXiv: 1002.2149)
