Anatomien af ​​en kosmisk slange afslører strukturen af ​​fjerne galakser

Vi har en rimelig forståelse af de grundlæggende mekanismer, der regulerer stjernedannelse i galakser, fra det interstellare stof til de diffuse skyer fordelt i rummet, hvis tyngdekraftkontraktion fører til fødslen af ​​stjerner inden for store stjerneklynger. Men observationer af fjerne galakser har sat spørgsmålstegn ved dette billede, størrelsen og massen af ​​disse fjerne stjerneskoler stort set overstiger størrelsen på deres lokale kolleger. Et internationalt team af astrofysikere ledet af universiteterne i Genève (UNIGE), Schweiz, for observationerne og Zürich (UZH) for simuleringerne har tacklet denne inkonsekvens, som synes at sætte spørgsmålstegn ved vores viden om stjernedannelse, når vi studerer det tidlige univers, langt væk i tid og rum. De har fundet de første svar takket være nye observationer af den såkaldte kosmiske slange. Deres undersøgelse er offentliggjort i tidsskriftet Natur Astronomi .

Undersøgelsen af ​​stjernedannelse er afhængig af koordineret arbejde fra flere internationale teams, der udfører observationer på forskellige skalaer. Hubble -rumteleskopet, når de peger mod galakser med høj rødforskydning, studerer detaljeret meget fjerne objekter, da universet var meget yngre, langt væk i tid og rum.

Disse observationer har udløst en uventet debat blandt astronomer:I en fjern fortid, var stjernedannelse styret af forskellige love eller fysiske forhold? Det er, hvad data fra Hubble-rumteleskopet tilsyneladende antyder med observationer af fjerne galakser, der afslører tilstedeværelsen af ​​gigantiske stjernedannende områder, klumper af gas og stjerner i størrelser så store som 3000 lysår, tusinde gange større end dem, der observeres i det nærliggende univers. Og disse kæmpe klumper, spændende, syntes at være allestedsnærværende i højrøde forskydningsgalakser.

Behovet for et gravitationsteleskop

Den afstand, der adskiller os fra disse objekter, forhindrer deres detaljerede observation, men astronomerne har overvundet denne vanskelighed ved at udnytte gravitationslinse. Teleskopet peger i retning af et ekstremt massivt objekt, hvis tyngdefelt bøjer lysets vej fra en fjernere galakse, der er placeret bag det. Det massive objekts tyngdekraft skaber således flere og forstærkede billeder af den fjerne galakse, præcis som et optisk objektiv.

I dette tilfælde, astronomerne pegede Hubble på en enorm gravitationslinse, der producerer flere strakte, forvrængede og næsten overlappende billeder af en fjern galakse med en sand stjernedannende "kosmisk slange" -region. "Det forstærkede billede er mere præcist, lysende, og giver os mulighed for at observere detaljer op til 100 gange mindre, "siger Antonio Cava, hovedforfatter af undersøgelsen.

Det faktum, at billedet af kildegalaksen gentages fem gange ved forskellige rumlige opløsninger, tillod forskerne at udføre en direkte observation og at fastslå den iboende struktur og størrelse af de observerede gigantiske klumper. Forskerne konkluderede, at de gigantiske klumper i virkeligheden ikke er så store og massive som foreslået af tidligere Hubble -observationer. I stedet, de er iboende mindre eller sammensat af flere uløste små komponenter. Valentina Tamburello fra Institute of Computational Science ved UZH, medforfatter af undersøgelsen, siger, "Takket være den utroligt høje opløsning af den 'kosmiske slange, 'vi var i stand til at sammenligne vores beregninger med UNIGE -observationer og bekræfte deres match. Dette var et utroligt held for os. "

Dette er et vigtigt skridt i retning af at forstå de grundlæggende mekanismer, der driver stjernedannelse i fjerne galakser, selvom det ikke helt forklarer nogle af de observerede forskelle med hensyn til lokale galakser. "Vi har reduceret forskellene mellem det, vi observerer i det nærliggende univers og i fjerne galakser fra en faktor 1000 til en faktor 10, "siger Daniel Schaerer, professor ved Genève -observatoriet. Han påpeger også den overbevisende konvergens mellem banebrydende observationer og sofistikerede state-of-the-art simuleringer, såsom dem udviklet af UZH -samarbejdspartnere, hvilket tyder på, at de resterende forskelle, kan forklares med de galakseres fjerne turbulente karakter.