Hemmelighederne om 3000 galakser afsløret

Den komplekse mekanik, der bestemmer, hvordan galakser drejer, dyrke, klynge og dør er blevet afsløret efter frigivelsen af ​​alle de data, der er indsamlet under et massivt syvårigt australsk ledet astronomiforskningsprojekt.

Forskerne observerede 13 galakser ad gangen, bygning til i alt 3068, ved hjælp af et specialbygget instrument kaldet Sydney-AAO Multi-Object Integral-Field Spectrograph (SAMI), forbundet med det 4 meter lange Anglo-Australian Telescope (AAT) ved Siding Spring Observatory i New South Wales. Teleskopet betjenes af Australian National University.

Overvåget af ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3-D), projektet brugte bundter af optiske fibre til at fange og analysere farvebånd, eller spektre, på flere punkter i hver galakse.

Resultaterne gjorde det muligt for astronomer fra hele verden at udforske, hvordan disse galakser interagerede med hinanden, og hvordan de voksede, fremskyndet eller bremset over tid.

Ikke to galakser er ens. De har forskellige buler, haloer, diske og ringe. Nogle danner nye generationer af stjerner, mens andre ikke har gjort det i milliarder af år. Og der er kraftfulde feedback-loops i dem, der er drevet af supermassive sorte huller.

"SAMI-undersøgelsen lader os se de faktiske interne strukturer af galakser, og resultaterne har været overraskende, " sagde hovedforfatter professor Scott Croom fra ASTRO 3-D og University of Sydney.

"Alene størrelsen af ​​SAMI-undersøgelsen lader os identificere ligheder såvel som forskelle, så vi kan rykke tættere på at forstå de kræfter, der påvirker galaksernes formuer i løbet af deres meget lange liv."

Undersøgelsen, som begyndte i 2013, har allerede dannet grundlag for snesevis af astronomiartikler, med flere under forberedelse. Et papir, der beskriver den endelige datafrigivelse – inklusive, for første gang, detaljer om 888 galakser i galaksehobe – blev offentliggjort i dag på arxiv pre-print server og i tidsskriftet Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society .

"Galaksernes natur afhænger både af, hvor massive de er, og deres miljø, " sagde professor Croom.

"For eksempel, de kan være ensomme i tomrum, eller trængt ind i det tætte hjerte af galaktiske hobe, eller hvor som helst midt imellem. SAMI-undersøgelsen viser, hvordan galaksernes indre struktur er relateret til deres masse og miljø på samme tid, så vi kan forstå, hvordan disse ting påvirker hinanden."

Forskning udledt af undersøgelsen har allerede afsløret flere uventede resultater.

En gruppe astronomer viste, at retningen af ​​en galakses spin afhænger af de andre galakser omkring den, og ændrer sig afhængigt af galaksens størrelse. En anden gruppe viste, at mængden af ​​rotation, en galakse har, primært bestemmes af dens masse, med ringe indflydelse fra det omgivende miljø. En tredje kiggede på galakser, der var ved at afvikle stjernedannelse, og fandt ud af, at for mange begyndte processen kun en milliard år efter, at de drev ind i de tætte indre byområder af klynger.

"SAMI-undersøgelsen blev oprettet for at hjælpe os med at besvare nogle virkelig brede spørgsmål på topniveau om galakseudvikling, " sagde medforfatter Dr. Matt Owers fra Macquarie University i Australien.

"De detaljerede oplysninger, vi har indsamlet, vil hjælpe os med at forstå grundlæggende spørgsmål som:Hvorfor ser galakser anderledes ud afhængigt af, hvor de bor i universet? Hvilke processer stopper galakser i at danne nye stjerner og, omvendt, hvilke processer driver dannelsen af ​​nye stjerner? Hvorfor bevæger stjernerne i nogle galakser sig i en højt ordnet roterende skive, mens deres baner i andre galakser er tilfældigt orienteret?"

Professor Croom tilføjede, "Undersøgelsen er færdig nu, men ved at gøre det hele offentligt håber vi, at dataene vil fortsætte med at bære frugt fra mange, mange år fremover."

Medforfatter lektor Julia Bryant fra ASTRO 3-D og University of Sydney sagde:"De næste trin i denne forskning vil gøre brug af et nyt australsk instrument - som vi har kaldt Hector - som starter i drift i 2021, øger detaljerne og antallet af galakser, der kan observeres."

Når det er fuldt installeret i AAT, Hector vil undersøge 15, 000 galakser.

Det fulde datasæt er tilgængeligt online gennem Australian Astronomical Optics (AAO) Data Central.