Ved den kosmiske middag, hævede galakser gør stjerner i længere tid

Massive galakser med ekstra store udvidede "hævede" skiver producerede stjerner i længere tid end deres mere kompakte fætre, ny modellering afslører.

I et papir udgivet i Astrofysisk tidsskrift , forskere ledet af Dr. Anshu Gupta og lektor Kim-Vy Tran fra Australiens ARC Center of Excellence in All Sky Astrophysics in Three Dimensions (ASTRO 3-D), vise, at en galakses størrelse har indflydelse på, hvornår den holder op med at lave nye stjerner.

"Der er en periode i universets liv kendt som den 'kosmiske middag, "som fandt sted for omkring 10 milliarder år siden, " sagde Dr. Gupta.

"Det var, da stjernedannelsen i massive galakser var på sit højeste. Efter det, gas i de fleste af disse galakser blev varme – til dels på grund af de sorte huller i midten af ​​dem – og de holdt op med at danne stjerner. I galakser, der virkelig er, virkelig strakt ud, imidlertid, vi fandt ud af, at tingene ikke varmede så meget op, og de sorte huller havde ikke så stor indflydelse, så stjerner blev ved med at blive lavet over en længere periode."

Dr. Gupta og Dr. Tran, som begge er baseret på University of NSW, Sydney, fandt ud af, at de kunne forudsige afslutningen på stjernedannelse baseret på størrelsen af ​​en galakses skive - den flade, cirkulær region omkring dets centrum, bestående af stjerner, brintgas og støv.

"Hvor stjernerne på skiven er vidt udbredt - man kan kalde det 'hævede' - forbliver gassen køligere, så fortsætter med at smelte sammen under tyngdekraften og danne nye stjerner, " sagde Dr. Gupta.

"I galakser med mere kompakte diske, gassen opvarmes ret hurtigt og er snart for energisk til at maskes sammen, så dannelsen af ​​stjerner slutter lige efter kosmisk middag. Puffy disks fortsætter meget længere, sige så langt som kosmisk eftermiddagste."

For at gøre deres resultater, forskerne, med kolleger fra Melbourne, Tyskland, Mexico og USA, brugt kosmologiske galaksedannelsessimuleringer fra et internationalt samarbejde kendt som IllustrisTNG-projektet.

Dette blev integreret med dybe observationer fra et australsk ledet projekt kendt som Multi-Object Spectroscopic Emission Line (MOSEL) Survey.

"IllustrisTNG-simuleringerne krævede millioner af timers supercomputertid, " sagde Dr. Tran.

"Og MOSEL-undersøgelsen har brug for både WM Keck-observatoriet i Hawai'i og Hubble-rumteleskopet.

"Resultaterne betyder, at vi for første gang har været i stand til at etablere et forhold mellem diskstørrelse og stjernedannelse. Så nu vil astronomer være i stand til at se på en hvilken som helst galakse i universet og præcist forudsige, hvornår den vil holde op med at danne stjerner— lige efter frokost, eller senere på den kosmiske eftermiddag."

Mælkevejen, I øvrigt, er en massiv galakse, der stadig laver stjerner. Det er fordi det var noget af en kosmisk senstarter. Da den kosmiske middag ankom, var den meget lille – den indeholdt kun en tiendedel af den stjernemasse, den er vært for i dag – og opnåede ikke 'massiv' status før meget, meget senere.

Som resultat, gassen og støvet i den er endnu ikke opvarmet nok til at slukke stjernefremstillingsprocessen.

Det er ikke, imidlertid, en udvidet opsvulmet galakse, så det vil slukke, relativt set, snarere før end senere.

"Kosmisk middag var længe siden, " sagde Dr. Gupta. "Jeg vil sige, at nu har universet nået kosmisk aften. Det er ikke nat endnu, men tingene er bestemt blevet langsommere."