Οι μικρότεροι γαλαξίες στο σύμπαν μας φιλοξενούν τα μεγαλύτερα εργοστάσια αστεριών. Να γιατί

By | November 26, 2023

Μερικές από τις μεγαλύτερες και πιο έντονες περιοχές σχηματισμού άστρων βρίσκονται στους μικρότερους γαλαξίες και οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτό συμβαίνει επειδή τα αστέρια που φτάνουν στο τέλος της ζωής τους στους λεγόμενους νάνους γαλαξίες είναι πιο πιθανό να μετατραπούν σε μαύρες τρύπες παρά να εκραγούν σε μαύρες τρύπες, σουπερνόβα. Η αντίθεση είναι αρκετά μεγάλη, λέει η ομάδα, ώστε οι νάνοι γαλαξίες να βιώνουν μια καθυστέρηση 10 εκατομμυρίων ετών στην εξάλειψη όλου του υλικού σχηματισμού άστρων, μια διαδικασία που γενικά εξαρτάται από τις δυνάμεις των σουπερνόβα.

Με άλλα λόγια, οι νάνοι γαλαξίες είναι σε θέση να κρατήσουν τον πολύτιμο θησαυρό τους με μοριακό αέριο σχηματισμού άστρων για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, επιτρέποντας στις περιοχές σχηματισμού άστρων να αυξηθούν σε μέγεθος και ένταση και να παράγουν περισσότερα αστέρια.

Παραδείγματα αυτών των τεράστιων περιοχών σχηματισμού άστρων σε τοπικούς νάνους γαλαξίες περιλαμβάνουν τον 30 Doradus (το Νεφέλωμα Ταραντούλα) στο Μεγάλο Μαγγελάνο Σύννεφοπου βρίσκεται περίπου 160.000 έτη φωτός μακριά και ο Markarian 71 στον γαλαξία NGC 2366, που βρίσκεται περίπου 10 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά. έτη φωτός απών.

Οι περιοχές σχηματισμού αστεριών μπορούν να παράγουν αστέρια όλων των μαζών. παράγουν κυρίως μικρότερα αστέρια, αλλά δημιουργούν μια χούφτα τεράστια αστέρια, επίσης. Όταν αυτά τα τεράστια αστέρια φτάνουν στο τέλος της ζωής τους μετά από μερικά εκατομμύρια χρόνια, οι πυρήνες τους καταρρέουν για να σχηματίσουν ένα Αστέρας Νετρονίων ή μια μαύρη τρύπα αστρικής μάζας. Στο πρώτο σενάριο, τα εξωτερικά στρώματα ενός άστρου αναπηδούν από το αστέρι νετρονίων και εκρήγνυνται ως σουπερνόβα. Στην τελευταία περίπτωση, ωστόσο, σχεδόν ένα ολόκληρο αστέρι πέφτει στη μαύρη τρύπα που προκύπτει χωρίς κλαψούρισμα.

«Καθώς τα αστέρια γίνονται σουπερνόβα, μολύνουν το περιβάλλον τους παράγοντας και απελευθερώνοντας μέταλλα», δήλωσε η Michelle Jecmen, προπτυχιακή ερευνήτρια στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. δήλωση.

Σχετίζεται με: Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb βλέπει ένα τεράστιο εργοστάσιο αστεριών κοντά στη μαύρη τρύπα του Milky Way (εικόνα)

Όταν ξεκίνησε το σύμπαν, το μεγάλη έκρηξη παρήγαγε μόνο τα στοιχεία υδρογόνο και ήλιο (με λίγο λίθιο). Όλα τα άλλα στοιχεία ήρθαν αργότερα, σφυρηλατήθηκαν στα έγκατα των αστεριών ή στους φούρνους των εκρήξεων τους. Οι αστρονόμοι αποκαλούν όλα αυτά τα μεταγενέστερα στοιχεία «μέταλλα». Αυτά τα μέταλλα είναι πλέον διασκορπισμένα σε όλο το διαστρικό μέσο, βρίσκοντας το δρόμο τους σε νέες περιοχές σχηματισμού άστρων και ενσωματώνοντας στην επόμενη γενιά αστεριών. Αν και οι λεπτομέρειες είναι ακόμα ασαφείς, η παρουσία συγκεκριμένων μετάλλων μέσα σε ένα αστέρι θα μπορούσε να αλλάξει διακριτικά τον τρόπο με τον οποίο αυτό το αστέρι εξελίσσεται. Για παράδειγμα, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι τα αστέρια υψηλής μεταλλικότητας είναι πιο πιθανό να παράγουν ένα αστέρι νετρονίων και ένα ισχυρό σουπερνόβα.

Είναι σημαντικό ότι οι εκρήξεις πολλαπλών εκρήξεων σουπερνόβα δημιουργούν έναν «άνεμο» που μπορεί να παρασύρει οποιοδήποτε εναπομείναν μοριακό αέριο – αέριο που είναι γόνιμο για σχηματισμό άστρων.

Πιο ογκώδεις και πιο εξελιγμένοι γαλαξίες, όπως ο δικός μας Γαλαξίας, παρήγαγαν μεγαλύτερη αφθονία μετάλλων κατά τους αιώνες κατά τους οποίους πέρασαν από αμέτρητες γενιές άστρων. Ωστόσο, οι μικρότεροι νάνοι γαλαξίες έχουν ιστορικά παρουσιάσει λιγότερο σχηματισμό αστέρων και επομένως έχουν πιο πρωτόγονες συνθέσεις με λιγότερα μέταλλα. Αλλά μόλις αρχίσει να λειτουργεί μια περιοχή σχηματισμού άστρων σε έναν νάνο γαλαξία, φαίνεται ότι η χαμηλότερη μεταλλικότητα των αστεριών του σημαίνει ότι είναι πιο πιθανό να δημιουργήσουν μαύρες τρύπες παρά ισχυρές εκρήξεις σουπερνόβα. Επομένως, πιθανότατα θα χρειαστεί περισσότερος χρόνος για να εμπλουτιστεί η περιοχή σε μέταλλα και να αρχίσει να παράγει αστέρια που γίνονται σουπερνόβα με ισχυρούς ανέμους που απομακρύνουν όλο το αέριο.

«Υποστηρίζουμε ότι με χαμηλή μεταλλικότητα… υπάρχει μια καθυστέρηση 10 εκατομμυρίων ετών στην έναρξη των ισχυρών υπεράνεμων, που με τη σειρά του οδηγεί σε μεγαλύτερο σχηματισμό άστρων», είπε ο Jecmen.

«Η ανακάλυψη της Michelle προσφέρει μια πολύ καλή εξήγηση», δήλωσε στη δήλωση η επιβλέπουσα και συν-συγγραφέας της μελέτης του Jecmen, αστρονόμος από το Μίσιγκαν, Sally Oey. «Αυτοί οι γαλαξίες δυσκολεύονται να σταματήσουν τον σχηματισμό των αστεριών τους επειδή δεν έχουν αποβάλει το αέριο τους».

Μια πολύ έναστρη σκηνή στο φόντο του διαστήματος.

Μια πολύ έναστρη σκηνή στο φόντο του διαστήματος.

Ο Oey οδήγησε τις παρατηρήσεις με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble που βρήκαν στοιχεία που υποστηρίζουν το μοντέλο του Jecmen. Αναφέροντας στο τεύχος της 21ης ​​Νοεμβρίου του The Astrophysical Journal Letters, η ομάδα του Oey στόχευε το Markarian 71. Συγκεκριμένα, ο Oey έψαχνε για τριπλά ιονισμένο άνθρακα. Τα άτομα ιονίζονται όταν χτυπηθούν από φωτόνια υψηλής ενέργειας που μπορούν να εκτινάξουν ένα ηλεκτρόνιο, αφήνοντας τα άτομα με ένα καθαρό θετικό φορτίο. Τριπλό ιονισμένο σημαίνει ότι ένα άτομο έχει χάσει τρία ηλεκτρόνια.

Οι παρατηρήσεις του Hubble έχουν βρει μια αφθονία τριπλά ιονισμένου άνθρακα κοντά στο κέντρο του Markarian 71. Αυτός ο τριπλά ιονισμένος άνθρακας σχηματίζεται όταν το αέριο ψύχεται και οι εκροές ακτινοβολίας που αφαιρούν ενέργεια από το αέριο αλληλεπιδρούν με το θερμότερο αέριο. Αλλά αυτές οι ροές ψύξης δεν θα έπρεπε να υπάρχουν εάν φυσούσε ένας καυτός υπεράνεμος, όπως κάνουν οι άνεμοι από πολλαπλές σουπερνόβα, και τέτοιοι άνεμοι φαίνονται απών στο Μαρκαριάν 71.

Σχετικές ιστορίες:

— Το «εργοστάσιο αστεριών» στην καρδιά του Γαλαξία που εμφανίζεται για πρώτη φορά

— Τα σύννεφα του Μαγγελάνου πρέπει να μετονομαστούν, λένε οι αστρονόμοι

— Το σκοτεινό νεφέλωμα κυριαρχεί στην εκπληκτική νέα θέα του αστερισμού του Ωρίωνα (φωτογραφία)

Τα ευρήματα παρέχουν επίσης πληροφορίες για τις συνθήκες σχηματισμού άστρων στους πρώτους γαλαξίες του πρώιμου Σύμπαντος, σφαίρες που υπήρχαν μόλις μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Οι γαλαξίες αυτής της περιόδου, γνωστοί ως «Κοσμική Αυγή», ήταν επίσης μικροί, αλλά με έντονο σχηματισμό άστρων και χαμηλή μεταλλικότητα. Όταν παρατηρούνται, συχνά εμφανίζουν ενδείξεις συσσωρευμένων νεφών αερίου και υπεριώδους φωτός που λάμπει μέσα από τα κενά μεταξύ των συστάδων. Οι αστρονόμοι το περιγράφουν ως το μοντέλο του «φράχτη», όπως το φως ενός ήλιου που δύει που λάμπει μέσα από τα ανοίγματα ενός φράχτη κήπου.

Μια καθυστέρηση 10 εκατομμυρίων ετών στην άνοδο των ανέμων σουπερνόβα θα εξηγούσε γιατί το αέριο στους πρώτους γαλαξίες έχει χρόνο να σχηματίσει τόσο μεγάλα σμήνη. «Η παρατήρηση γαλαξιών νάνων χαμηλής μεταλλικότητας, υψηλής υπεριώδους ακτινοβολίας είναι παρόμοια με την παρατήρηση μέχρι την κοσμική αυγή», είπε ο Jecmen.

Είναι ενδιαφέρον να σκεφτούμε ότι για να μάθουμε πράγματα για τους πρώτους γαλαξίες, δεν χρειαζόμαστε πάντα ένα διαστημικό τηλεσκόπιο 10 δισεκατομμυρίων δολαρίων, αλλά μπορούμε απλώς να δούμε μερικούς από τους μικροσκοπικούς γείτονές μας.

Ένα έγγραφο που περιγράφει αυτά τα ευρήματα ήταν Δημοσίευσε στις 21 Νοεμβρίου στο The Astrophysical Journal

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *