Banebrydende undersøgelse kaster nyt lys over galakseudviklingen

Ved hjælp af integreret feltspektroskopi (IFS) og avancerede modelleringsværktøjer, Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) -forskere Iris Breda og Polychronis Papaderos har opnået en vigtig milepæl i retning af at løse en mangeårig gåde inden for ekstragalaktisk astronomi - arten og dannelsen af ​​den centrale sfæriske komponent i spiralgalakser som Mælkevejen.

Bulen menes at danne gennem to forskellige ruter:Klassiske udbulninger består af gamle stjerner, ældre end disken, fordi de samlet hurtigt for mere end 10 milliarder år siden, før diske. Pseudo-buler har stjerner af lignende alder som disken, fordi de gradvist samledes gennem en kombination af dynamiske processer, med kontinuerlig stjernedannelse tilført ved tilstrømning af gas fra skiven.

Disse to scenarier indebærer, at klassiske buler og pseudo-buler har påfaldende forskellige egenskaber, men denne skarpe kontrast blev aldrig observeret, trods talrige undersøgelser i løbet af de sidste år.

For at løse denne gåde, holdet har udført en hidtil uset spektralmodelleringsanalyse af mere end en halv million individuelle spektre, til rumligt at løse stjernedannelseshistorien for bule- og diskkomponenter i 135 galakser fra CALIFA IFS -undersøgelsen.

Ifølge ph.d. studerende Iris Breda (IA &Science Faculty of the University of Porto), hvad de fandt "indebærer, at dannelsestidspunktet for udbulinger er omvendt relateret til den totale galaksmasse:Buledannelse i massive galakser er afsluttet inden for de første 4 milliarder år af kosmisk evolution, der henviser til, at det stadig er i gang i et lavt tempo i mindre massive. "

Dette studie, udgivet i Astronomi og astrofysik , afslører et sammenhængende nyt scenario for dannelsen af ​​galakseudbulninger. Breda tilføjer:"vores undersøgelse afslører en klar kontinuitet i egenskaberne af buler, som stærkt argumenterer imod standardbilledet af to modsatte buledannelsesscenarier. I stedet, bulevækst er drevet af en superposition af hurtig-tidligt med langsom-sekulære processer, hvis relative betydning reguleres af masserne og densiteten af ​​galakser. "

Et andet mål med dette projekt har været at vurdere rollen som Active Galactic Nuclei (AGN), drevet af materieophobning på supermassive sorte huller. De fandt ud af, at AGN'er er den dominerende kilde til gasionisering i massive buler, der henviser til ubetydelig i yngre lavmasseudbulninger. Dette kan have vidtrækkende konsekvenser for vores forståelse af samudviklingen mellem buler og supermassive sorte huller.

Til FCT -forsker Polychronis Papaderos (IA og University of Porto), "Vores resultater er i overensstemmelse med forestillingen både om, at den strålende effektivitet af stof tiltrækker super-massive sorte huller skalaer med SMBH-masse eller med en positiv sammenhæng mellem galakse masse og super-massive sorte huller-til-udbulning masseforhold. En yderligere udforskning af disse hypoteser er af betydelig interesse. "

Dette beregningsmæssigt krævende projekt gik ud over tidligere, med hensyn til mængden af ​​analyserede data, ved at det gav en nøjagtig adskillelse af bule og disk, men også fordi, for første gang, der blev foretaget en efterbehandling af de udledte stjernedannelseshistorier med RemoveYoung. På denne måde har det været muligt at undersøge, hvordan bule og disk blev dannet.

Undersøgelsen fandt ud af, at lysbidraget fra stjerner yngre end 9 milliarder år tæt korrelerer med stjernemasse, stjernens overfladetæthed, alder og niveau for kemisk berigelse af galakseudbulninger. Denne mængde er derfor en kraftfuld ny diagnostik af de fysiske og evolutionære egenskaber ved galakseudbulninger.

Til IA -koordinator José Afonso (IA &Science Faculty of the University of Lissabon):"Dette er en vidunderlig demonstration af IAs videnskabelige og tekniske evne til at forstå et af de største mysterier inden for astrofysik - hvordan galakser blev dannet gennem hele universets historie Brug af de effektive beregningsværktøjer udviklet af IAs forskere, sammen med observationer fra nogle af de mest kraftfulde teleskoper og instrumenter, der findes, åbner en ny udsigt, og en ny forståelse, om galaksernes forsamlingshistorie, ikke kun på tværs af rummet, men også over tid. "