2012.03.20. - Csillagkeletkezés újrahasznosított gázból

A Keck I teleszkóppal végzett mérések alapján először sikerült alátámasztani azt, hogy a korábbi csillaggenerációk anyaga a távoli galaxisokban is újrahasznosul az újak keletkezésekor.

A Tejútrendszerünkhöz hasonló normál galaxisok por- és gázanyagának tanulmányozása egy igen érdekes megállapításhoz vezetett az elmúlt évek során: ezen galaxisokban egyszerűen nincs elég nyersanyag a csillagkeletkezés megfigyelt szintjének hosszútávú fenntartásához. Kate Rubin (Max Planck Institute for Astronomy), az új vizsgálat vezetője szerint a Tejútrendszer a jelenlegi csillagkeletkezési ráta mellett (évente körülbelül 1 naptömegnyi anyagból jönnek létre új csillagok) kevesebb, mint 2 milliárd év alatt felélné a gáztartalékait. Ha ez az ütem az elmúlt 5 milliárd év során is ilyen volt, akkor galaxisunknak legalább kétszer kellett "feltölteni" a gázkészleteit.

Rubin és munkatársai most arra találtak további bizonyítékot, hogy az új csillaggenerációkhoz szükséges anyag abból a gázból származhat, amit a szupernóva-robbanások, illetve a nagytömegű fiatal csillagok sugárzása korábban kisöpört az adott galaxisból, de a gáz nem hagyta el teljesen a galaxis vonzáskörzetét, hanem néhány milliárd év múlva elkezdett visszahullani a centrum felé. Rubin szerint a Keck I teleszkóp Low Resolution Imaging Spectrograph műszerével végzett sebességmérések alapján mintegy 500 millió évet vesz igénybe, hogy a vizsgált galaxisok körüli tartományokból a gáz a középpontba jusson. Ez pedig elég gyors ahhoz, hogy a gázmennyiség a folyamatos csillagkeletkezés alapanyaga legyen.

A Hubble Űrteleszkóp felvétele arról a hat galaxisról, amelynél Rubin és munkatársai a gáz visszahullását detektálták. A HST képei a galaxisok orientációjának megállapításához kellettek. A csillagkeletkezési régiók a spirálkarokban megfigyelhető kicsiny csomók.
[K. Rubin (MPIA)]

Míg a befelé tartó gázmozgást a közeli galaxisok esetében már korábban is észlelték, az új eredmény az első bizonyíték arra, hogy ez a folyamat a távoli galaxisokban is működik. Rubin és kollégái száz darab, 5 és 8 milliárd fényév közötti távolságban található galaxist tanulmányoztak, és hatnál tapasztalták a gáz visszahullását. Az objektumok látóirányhoz képesti orientációját is figyelembe véve a kutatók szerint a galaxisok 40%-a esetében játszhat szerepet ez a folyamat, ez az arány pedig már az "újrahasznosítás" melletti bizonyítéknak tekinthető.

Rubin szerint több oka is lehet annak, hogy a maradék 60%-nál miért nem észleljük a visszaáramlást, még akkor sem, ha a galaxisokban viharos csillagkeletkezés zajlik. Elképzelhető, hogy a gáz túlságosan diffúz, így az adott észlelési technikával nem detektálható. Szintén nem kimutatható akkor, ha a beáramlás a látóirány mentén történik. Ráadásul sok galaxis morfológiája azt jelzi, hogy az korábban összeolvadási folyamatnak volt részese, ami szintén a csillagkeletkezés felpörgetője lehet, így elnyomhatja a visszahulló gáz hasonló hatását.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal Letters c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

• Astronomy Now Online 2012.03.19.