Obří galaxie umírají zevnitř

Poprvé v historii jsou astronomové schopni ukázat, jak před miliardami let vyhasínala tvorba hvězd v „mrtvých galaxiích“. Dalekohledy VLT (ESO) a HST (NASA/ESA) odhalily, že tři miliardy let po Velkém třesku tyto galaxie stále tvořily hvězdy na svých periferiích, ale už ne ve svém nitru. Zdá se, že tvorba hvězd začala utichat v jádrech galaxií a postupně mizela i ve vnějších částech. Výsledky pozorování byly publikovány 17. dubna 2015 v časopise Science.

Velká astrofyzikální záhada se týká způsobu, jakým hmotné a klidné eliptické galaxie, běžné v současném Vesmíru, zastavily svou druhdy bouřlivou tvorbu hvězd. Hustota hvězd v centrálních oblastech těchto ohromných galaxií, někdy kvůli tvaru nazývaných také sféroidy (spheroids), je typicky desetkrát vyšší než v naší domovské Galaxii, Mléčné dráze. Celková hmotnost eliptické galaxie je také asi desetkrát vyšší než hmotnost Mléčné dráhy.

Astronomové označují tyto velké galaxie jako ‚červené a mrtvé‘, protože obsahují velké množství starších červených hvězd, postrádají mladé modré hvězdy a nevykazují žádné známky tvorby hvězd. Z odhadovaného stáří červených hvězd usuzujeme, že tvorba hvězd v domovských galaxiích ustala před asi deseti miliardami let. Tento útlum začal přímo v době vrcholu tvorby hvězd ve Vesmíru, kdy se v mnoha galaxiích stále rodily hvězdy rychlostí dvacetkrát převyšující dnešní rychlost.

„Hmotné mrtvé sféroidy obsahují okolo poloviny všech hvězd, které kdy ve Vesmíru vznikly,“ říká Sandro Tacchella z ETH (ETH Zurich, Švýcarsko), hlavní autor článku. „Nemůžeme tvrdit, že víme, jak se Vesmír vyvíjel a jak se stal takovým, jaký ho dnes pozorujeme, dokud nepochopíme, jak vznikly tyto galaxie.“

Tacchella a jeho kolegové pozorovali 22 galaxií o různých hmotnostech, jejichž stáří se pohybovalo kolem tří miliard let [1]. Přístroj SINFONI na dalekohledu ESO VLT měřil světlo z těchto galaxií a přesně určil, kde v nich vznikají nové hvězdy. SINFONI dokázala provést toto detailní pozorování díky adaptivní optice, která z větší části odstraňuje rozmazávací vliv zemské atmosféry.

Vědci také použili Hubbleův kosmický dalekohled (NASA/ESA Hubble Space Telescope) na stejný vzorek galaxií. Využili toho, že je umístěn mimo atmosféru a její vliv. Kamera WFC3 na HST pořídila obrázky v blízké infračervené oblasti a ukázala rozložení starších hvězd v galaxiích s aktivně probíhající tvorbou hvězd.

„Úžasné je, že systém adaptivní optiky na SINFONI může téměř odstranit projevy atmosféry a získat informace o místech, kde vznikají nové hvězdy. A dokáže to udělat s naprosto stejnou přesností, s jakou Hubble může určit rozdělení hmotností hvězd,“ komentuje Marcella Carollo, také z ETH Zurich, spoluautorka studie.

Podle nových dat zkoumané nejhmotnější galaxie vytrvale tvořily hvězdy na svých periferiích. V hustých centrálních částech (v cenrtální výduti galaxií) ale tvorba hvězd už ustala.

„Vyhasínání tvorby hvězd v hmotných galaxiích směrem zevnitř ven, jak jsme zde prokázali, by mohlo osvětlit skryté mechanismy, které jsou za to zodpovědné a o kterých astronomové již dlouho diskutují,“ říká Alvio Renzini, Padova Observatory (Italian National Institute of Astrophysics).

Nejrozšířenější teorie předpokládá, že materiál vhodný k tvorbě hvězd je rozhozen do okolí proudy energie uvolnované supermasivní černou dírou v centru galaxie při pohlcování hmoty. Jiný způsob, jak galaxii obrat o materiál na nové hvězdy a přeměnit ji na červenou a mrtvou, je zastavit přítok čerstvého plynu do galaxie.

„Je mnoho různých teorií popisujících fyzikální mechanismy, které vedou ke smrti hmotných sferoidů,“ říká spoluautorka článku Natascha Förster Schreiber (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Německo). „Objev počátku ustávání tvorby hvězd v centru galaxií a jeho posouvání směrem ven, je velmi důležitým krokem k pochopení toho, proč Vesmír dnes vypadá tak, jak vypadá.“

Poznámky
[1] Stáří Vesmíru je odhadováno na 13,8 miliardy roků. Tacchelo a jeho kolegové pozorovali vybrané galaxie v období 3 miliardy let po velkém třesku, tedy v době, kdy jim bylo téměř o 11 miliard let méně než dnes.

Další informace
Výsledky výzkumu byly publikovány v článku s názvem „Evidence for mature bulges and an inside-out quenching phase 3 billion years after the Big Bang” autorů S. Tacchella et al., který byl publikován v časopise Science, 17/4/2015.

tisková zpráva Evropské jižní observatoře 2015/16

Revoluční UV rouška chrání před viry

Vědecký tým Centra pokročilých inovačních technologií VŠB – Technické univerzity Ostrava (CPIT VŠB-TUO) našel řešení …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close