Ny teknik brugt til at opdage, hvordan galakser vokser

I årtier, rum- og jordteleskoper har givet os spektakulære billeder af galakser. Disse byggesten i universet indeholder normalt flere millioner til over en billion stjerner og kan variere i størrelse fra nogle få tusinde til flere hundrede tusinde lysår på tværs. Det vi typisk ser på et billede af en galakse er stjernerne, gas og støv, der udgør disse spredte systemer.

Men der er en skjult komponent af galakser, der ikke udsender nok synligt lys til, at vi kan se. Denne komponent, en gas, der har spor til, hvordan galakser vokser i størrelse over tid, er genstand for en nylig undersøgelse foretaget af et team af forskere, herunder Christopher Dupuis, Adjunkt Sanchayeeta Borthakur, Mansi Padave og Rolf Jansen fra School of Earth and Space Exploration med Rachael Alexandroff fra University of Toronto og Timothy Heckman fra Johns Hopkins University. Resultaterne af deres undersøgelse er for nylig blevet offentliggjort i The Astrophysical Journal .

Den gas, som holdet undersøgte, er placeret i den udvidede skive af galakser, et område kaldet det "cirkumgalaktiske medium, "en stor glorie omkring hver galakse, der er under dens gravitationspåvirkning. Galakser, der ligner Mælkevejen, har stjerneskiver så store som 200, 000 lysår på tværs med udvidede diske, der kan være over dobbelt så store.

"Udvidede diske spiller en vigtig rolle i, hvordan galakser vokser, " forklarede hovedforfatter og kandidatstuderende Dupuis. "Når gassen bevæger sig fra det cirkumgalaktiske medium ind i den udvidede skive, det vil i sidste ende blive forvandlet til nye stjerner."

Da denne gas ikke udsender nok synligt lys til, at vi kan se det, at opdage det uden for galakser er svært. Forskere har traditionelt brugt et lyst objekt, kaldet en kvasar, placeret bag den galakse, der undersøges. De måler lyset fra kvasaren og bestemmer derefter, hvor meget af det, der er "tabt" (absorberet) på grund af den gas, der er omkring galaksen.

I dette studie, imidlertid, holdet brugte en relativt ny teknik. Ved hjælp af data fra Hubble-rumteleskopet og MMT-observatoriet, de analyserede lyset fra en baggrundsgalakse (i stedet for en kvasar) for at opnå målingerne. Dette gjorde det muligt for dem at lave et størrelsesestimat for gasskyen.

"Disse to datasæt gjorde det muligt for os at sammenligne, hvordan gassen i den udvidede skive bevæger sig i forhold til stjernerne, og gjorde det muligt for os at bekræfte, at gassen var i galaksens forlængede skive, " sagde Dupuis.

"Mens vi troede, at de fleste galakser i fortiden burde have store gasskiver, der til sidst dannede stjerner som solen, der var ringe observationsbekræftelse, " tilføjede medforfatter Borthakur. "Dette resultat styrker vores forståelse af, hvad der gav næring til de stjerner, som vi finder i dag, inklusive vores sol."

Forskerholdet håber, at fremtidige projekter vil være i stand til at bruge denne nye teknik til at studere et stort antal galakser, når konstruktionen af ​​næste generation, jordbaserede teleskoper er færdige senere i dette årti. Teleskoper som Giant Magellan Telescope (GMT), hvori ASU er partner, vil være i stand til at indsamle data om snesevis af forskellige systemer, der ligner vores, og efterfølgende studier af udvidede diske og deres egenskaber vil hjælpe med vores forståelse af galaksevækst.

"At bruge galakser som baggrundskilder vil revolutionere vores forståelse af de store gasreservoirer omkring galakser, der er kritiske for stjernedannelse, " sagde Borthakur. "Med et kraftigt teleskop som GMT, vi vil være i stand til at få mange flere sigtelinjer til at kortlægge disse skjulte strukturer ved at bruge rigelige, svage baggrundsgalakser i stedet for blot de sjældne lyse kvasarer som lyskilder."