Undersøgelser rapporterer, at alder er drivkraften i at ændre, hvordan stjerner bevæger sig i galakser

Galakser starter livet med deres stjerner, der roterer i et ordnet mønster, men i nogle er stjernernes bevægelse mere tilfældig. Indtil nu har forskere været usikre på, hvad der forårsager dette – muligvis det omgivende miljø eller selve galaksens masse.

En ny undersøgelse, offentliggjort i MNRAS (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) , har fundet ud af, at den vigtigste faktor ikke er nogen af ​​disse ting. Det viser stjernernes tendens til at have tilfældig bevægelse hovedsageligt drevet af galaksens alder – tingene bliver bare rodet med tiden.

"Da vi lavede analysen, fandt vi ud af, at alder konsekvent, uanset hvordan vi skærer eller skærer det, altid er den vigtigste parameter," siger førsteforfatter prof Scott Croom, en ASTRO 3D-forsker ved University of Sydney.

"Når du tager højde for alder, er der i det væsentlige ingen miljøtrend, og det er det samme for masse.

"Hvis du finder en ung galakse, vil den rotere, uanset hvilket miljø den befinder sig i, og hvis du finder en gammel galakse, vil den have flere tilfældige baner, uanset om det er i et tæt miljø eller et tomrum."

Forskerholdet omfattede også forskere fra Macquarie University, Swinburne University of Technology, University of Western Australia, Australian National University, University of New South Wales, University of Cambridge, University of Queensland og Yonsei University i Republikken Korea.

Undersøgelsen opdaterer vores forståelse fra tidligere undersøgelser, der på forskellig vis har foreslået miljø eller masse som vigtigere faktorer. Men det tidligere arbejde er ikke nødvendigvis forkert, siger anden forfatter Dr. Jesse van de Sande.

Unge galakser er stjernedannende superfabrikker, mens i ældre galakser ophører stjernedannelsen.

"Vi ved, at alder er påvirket af miljøet. Hvis en galakse falder ind i et tæt miljø, vil det have en tendens til at lukke ned for stjernedannelsen. Så galakser i tættere miljøer er i gennemsnit ældre," siger Dr. van de Sande.

"Pointen med vores analyse er, at det ikke er at leve i tætte miljøer, der reducerer deres spin, det er det faktum, at de er ældre."

Vores egen galakse, Mælkevejen, har stadig en tynd stjernedannende skive, så den betragtes stadig som en rotationsgalakse med høj spin.

"Men når vi ser på Mælkevejen i detaljer, ser vi noget, der hedder Mælkevejens tykke skive. Den er ikke dominerende, hvad angår lys, men den er der, og de ser ud til at være ældre stjerner, som godt kan være blevet opvarmet fra den tynde skive på tidligere tidspunkter eller født med mere turbulente bevægelser i det tidlige univers," siger professor Croom.

Forskningen brugte data fra observationer foretaget under SAMI Galaxy Survey. SAMI-instrumentet blev bygget i 2012 af University of Sydney og Anglo-Australian Observatory (nu Astralis). SAMI bruger det anglo-australske teleskop ved Siding Spring Observatory, nær Coonabarabran, New South Wales. Den har undersøgt 3.000 galakser på tværs af en lang række miljøer.

Undersøgelsen gør det muligt for astronomer at udelukke mange processer, når de forsøger at forstå galaksedannelse og så finjustere modeller af, hvordan universet har udviklet sig.

De næste trin vil være at udvikle simuleringer af galakseudvikling med mere granulære detaljer.

"En af udfordringerne ved at få simuleringer rigtigt er den høje opløsning, du skal bruge for at forudsige, hvad der foregår. Typiske strømsimuleringer er baseret på partikler, som har en masse på måske 100.000 stjerner, og du kan ikke løse småskalastrukturer i galakseskiver ," siger prof. Croom.

Hector Galaxy Survey vil hjælpe prof Croom og hans team med at udvide dette arbejde ved hjælp af et nyt instrument på det anglo-australske teleskop.

"Hector observerer 15.000 galakser, men med højere spektral opløsning, hvilket gør det muligt at måle galaksers alder og spin selv i galakser med meget lavere masse og med mere detaljerede miljøoplysninger," siger professor Julia Bryant, leder af Hector Galaxy Survey, University of Sydney.

Professor Emma Ryan-Weber, direktør for ASTRO 3D, siger:"Disse resultater besvarer et af nøglespørgsmålene fra ASTRO 3D:hvordan udvikler masse og vinkelmomentum sig i universet? Dette omhyggelige arbejde udført af SAMI-teamet afslører, at alderen på en galakse bestemmer, hvordan stjernerne kredser om. Denne kritiske information bidrager til et klarere billede af universet."

Flere oplysninger: Scott Croom et al, SAMI Galaxy Survey:galaksespin er stærkere korreleret med stjernernes alder end masse eller miljø, Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society (2024). DOI:10.1093/mnras/stae458. academic.oup.com/mnras/article … 0.1093/mnras/stae458

Journaloplysninger: Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society

Leveret af ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3D (ASTRO 3D)