Galaktisk "vind" stifling stjerneformasjon er mest fjernt ennå sett

Anonim

For første gang har en kraftig "vind" av molekyler blitt detektert i en galakse som ligger 12 milliarder lysår unna. Prøve en tid da universet var mindre enn 10 prosent av sin nåværende alder, viser University of Texas ved astronomen Justin Spilker i Austin, hvordan de tidligste galakser regulerte stjernenes fødsel for å holde seg fra å blåse seg fra hverandre. Forskningen vil vises i Sept. 7 utgaven av tidsskriftet Science .

"Galakser er kompliserte, rotete dyr, og vi tror utstrømninger og vind er kritiske stykker til hvordan de danner og utvikler seg, regulerer deres evne til å vokse, " sa Spilker.

Noen galakser som Melkeveien og Andromeda har relativt sakte og målte nivåer av starbirth, med om en ny stjerne antenner hvert år. Andre galakser, kjent som starburst-galakser, smi hundrevis eller til og med tusenvis av stjerner hvert år. Dette rasende tempoet kan imidlertid ikke opprettholdes på ubestemt tid.

For å unngå å brenne ut i en kortvarig flamme av herlighet, sperrer noen galakser tilbake sin bortgjemte stjernebirth ved å kaste ut - i det minste midlertidig store gassforsyninger i deres ekspansive haloer, hvor gassen enten rømmer helt eller sakte, regner tilbake på galaksen, utløse fremtidige utbrudd av stjernedannelse.

Hittil har astronomer imidlertid ikke klart å observere disse kraftige utstrømmene i det aller tidlige universet, hvor slike mekanismer er avgjørende for å forhindre at galakser vokser for store, for fort.

Spilker observasjoner med Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), viser for første gang-en kraftig galaktisk vind av molekyler i en galakse sett da universet var bare 1 milliard år gammel. Dette resultatet gir innsikt i hvordan visse galakser i det tidlige universet kunne selvregulere veksten, slik at de kunne fortsette å danne stjerner over kosmisk tid.

Astronomer har observert vind med samme størrelse, hastighet og masse i nærliggende starburstende galakser, men den nye ALMA-observasjonen er den fjerneste utvetydige utstrømningen som vi noensinne har sett i tidlig univers.

Galaksen, kjent som SPT2319-55, er mer enn 12 milliarder lysår unna. Det ble oppdaget av National Science Foundation s South Pole Telescope.

ALMA var i stand til å observere dette objektet i en så stor avstand ved hjelp av en tyngdepunktslinsen som ble levert av en annen galakse som sitter nesten nøyaktig langs synlinjen mellom jord og SPT2319-55. Gravitasjonslinsering - bøyning av lys på grunn av tyngdekraft - forstørrer bakgrunnsgalaksen for å gjøre det virke lysere, noe som gjør at astronomene kan observere det mer detaljert enn de ellers ville kunne. Astronomer bruker spesialiserte dataprogrammer til å unscramble effektene av gravitasjonslinsing for å rekonstruere et nøyaktig bilde av det fjernere objektet.

Denne linsestøttede visningen viste en kraftig vind av stjernedannende gass som forlot galaksen på nesten 800 kilometer per sekund. I stedet for en konstant, mild bris, går vinden bort i diskrete klumper, og den stjerneformende gassen fjernes like raskt som galaksen kan gjøre den til nye stjerner.

Utløpet ble detektert av millimeterbølgelengde-signaturen til et molekyl som heter hydroxyl (OH), som dukket opp som en absorpsjonslinje: i hovedsak skyggen av et OH-fingeravtrykk i galakseens lyse infrarøde lys.

Molekylære vind er en effektiv måte for galakser å selvregulere sin vekst, forskerne noterer. Disse vindene utløses sannsynligvis av enten de kombinerte effektene av alle supernova-eksplosjonene som går sammen med rask, massiv stjernedannelse eller ved kraftig energiutløsning, ettersom noe av gassen i galaksen faller ned på det supermassive sorte hullet i sentrum .

"Så langt har vi bare observert en galakse på en så bemerkelsesverdig kosmisk avstand, men vi vil gjerne vite om vindene som disse også er til stede i andre galakser for å se hvor vanlig de er, " konkluderte Spilker. "Hvis de forekommer i stort sett hver eneste galakse, vet vi at molekylvindene er både allestedsnærværende og også en veldig vanlig måte for galakser å selvregulere sin vekst."

Denne undersøkelsen presenteres i en papirtittel "Fast Molecular Outflow fra en støvete Star-Forming Galaxy in the Early Universe", av JS Spilker et al. i tidsskriftet Science .

menu
menu