Til venstre:bedst passende temperatur fra 10 til 50 K vs. tilbageblikstid fra en prøve på 139.535 COSMOS2015-galakser med S/N> 10 i V-båndet (Laigle et al. 2016). Ved hver rødforskydning normaliseres fordelingen individuelt for at understrege temperaturfordelingen ved alle rødforskydninger. Med øget rødforskydning er færre galakser tilpasset ved lavere temperaturer. Til højre:kassebil-udjævnet middelværdi med standardafvigelse af bedst passende gastemperatur ved forskellige tilbageblikstider (med gennemsnit bestemt fra objekter i 2 Gyr-bredde aldersspande og ikke inklusive galakser, der passer til temperaturområdets grænser). Middeltemperaturen stiger fra ~28 til ~36 K fra nutid til 12 Gyr, mens spredningen falder. Kredit:The European Physical Journal E (2022). DOI:10.1140/epje/s10189-022-00183-5
Et hold af astrofysikere fra Københavns Universitet er nået frem til et stort resultat vedrørende stjernepopulationer ud over Mælkevejen. Resultatet kan ændre vores forståelse af en lang række astronomiske fænomener, herunder dannelsen af sorte huller, supernovaer og hvorfor galakser dør.
Så længe mennesker har studeret himlen, har det været et mysterium, hvordan stjerner ser ud i fjerne galakser. I en undersøgelse offentliggjort i dag i The Astrophysical Journal , udfordrer et team af forskere ved Københavns Universitets Niels Bohr Institut tidligere forståelser af stjerner ud over vores egen galakse.
Siden 1955 har det været antaget, at sammensætningen af stjerner i universets andre galakser ligner sammensætningen af de hundrede milliarder stjerner i vores egen - en blanding af stjerner med massiv, mellem masse og lav masse. Men ved hjælp af observationer fra 140.000 galakser på tværs af universet og en lang række avancerede modeller har holdet testet, om den samme fordeling af stjerner, som er synlig i Mælkevejen, gælder andre steder. Svaret er nej. Stjerner i fjerne galakser er typisk mere massive end dem i vores "lokale kvarter". Fundet har stor indflydelse på, hvad vi tror, vi ved om universet.
"Stjernernes masse fortæller os astronomer meget. Hvis du ændrer massen, ændrer du også antallet af supernovaer og sorte huller, der opstår ud af massive stjerner. Som sådan betyder vores resultat, at vi bliver nødt til at revidere mange af tingene vi formodede engang, fordi fjerne galakser ser ret anderledes ud end vores egne," siger Albert Sneppen, kandidatstuderende ved Niels Bohr Institutet og førsteforfatter til undersøgelsen.
Analyseret lys fra 140.000 galakser
Forskere antog, at størrelsen og vægten af stjerner i andre galakser lignede vores egen i mere end halvtreds år, af den simple grund, at de ikke var i stand til at observere dem gennem et teleskop, som de kunne med stjernerne i vores egen galakse.
Fjerne galakser er milliarder af lysår væk. Som et resultat er det kun lys fra deres kraftigste stjerner, der nogensinde når Jorden. Dette har været en hovedpine for forskere rundt om i verden i årevis, da de aldrig nøjagtigt kunne afklare, hvordan stjerner i andre galakser var fordelt, en usikkerhed, der tvang dem til at tro, at de var fordelt meget som stjernerne i vores Mælkevej.
"Vi har kun været i stand til at se toppen af isbjerget og vidst i lang tid, at det ikke var en særlig god antagelse at forvente, at andre galakser skulle ligne vores egen. Ingen har dog nogensinde været i stand til at bevise, at andre galakser danner forskellige populationer af stjerner. Denne undersøgelse har givet os mulighed for at gøre netop det, hvilket kan åbne døren for en dybere forståelse af galaksedannelse og evolution," siger lektor Charles Steinhardt, en medforfatter af undersøgelsen.
I undersøgelsen analyserede forskerne lys fra 140.000 galakser ved hjælp af COSMOS-kataloget, en stor international database med mere end en million observationer af lys fra andre galakser. Disse galakser er fordelt fra den nærmeste til den fjerneste række af universet, hvorfra lys har rejst hele tolv milliarder år, før det kan observeres på Jorden.
Massive galakser dør først
Ifølge forskerne vil den nye opdagelse have en lang række implikationer. For eksempel er det stadig uafklaret, hvorfor galakser dør og holder op med at danne nye stjerner. Det nye resultat tyder på, at dette kan forklares med en simpel tendens.
"Nu hvor vi er bedre i stand til at afkode stjernernes masse, kan vi se et nyt mønster; de mindst massive galakser fortsætter med at danne stjerner, mens de mere massive galakser holder op med at føde nye stjerner. Dette tyder på en bemærkelsesværdig universel tendens i døden af galakser,« slutter Sneppen. + Udforsk yderligere