Клъстерите от галактики са най-големите пространства във Вселената, съдържащи стотици или дори хиляди галактики. В гъстата и негостоприемна среда на тези струпвания галактиките активно взаимодействат и това може да завърши или забави образуването на звезди. Астрономите искат да знаят защо.
Галактиките умират в най-крайните кътчета на Вселената. Тяхното звездно образувание спира и астрономите искат да знаят защо.
Участниците в голям проект, ръководен от канадците, се надяват да направят това. В работата си те ще използват един от най-модерните телескопи. Новата програма се нарича VERTICO и нейната цел е да проучи подробно как околната среда убива галактиките си.
Като научен ръководител на тази програма аз ръководя екип от 30 специалисти, които с помощта на Големия милиметров комплекс Atacam (ALMA) записват молекулен водород с висока разделителна способност в газообразно състояние в 51 галактики от най-близкия клъстер на галактика, наречен клъстер Дева.
Комплексът от Atacama в размер на 1,4 милиарда долара беше пуснат в експлоатация през 2013 г. Това е антенен масив от няколко взаимосвързани радиотелескопа, инсталирани на височина 5000 метра в пустинята Атакама в северната част на Чили. Той е резултат от международни партньорства между Европа, САЩ, Канада, Япония, Южна Корея, Тайван и Чили. Като най-големият наземен астрономически проект, който в момента работи, ALMA е най-модерният комплекс от милиметров вълнен телескоп. Той е идеален за изучаване на струпвания от плътен, студен газ, от който се образуват нови звезди, тъй като този газ не може да се види във видимата част на спектъра.
Амбициозните изследователски програми на ALMA, като VERTICO, са създадени за справяне със стратегически научни проблеми, които водят до голям напредък и пробив в тази област.
Купове галактики
Промоционално видео:
Начинът, по който галактиките живеят във Вселената, как си взаимодействат с междугалактичната си среда и помежду си, оказва голямо влияние върху способността им да формират звезди. Но въпросът как точно това междугалактическо пространство предопределя живота и смъртта на галактиките, остава без отговор.
Клъстерите от галактики са най-масовите и най-големи пространства във Вселената, съдържащи стотици или дори хиляди галактики. Там, където има маса, има гравитация. А колосалните гравитационни сили, присъстващи в клъстерите, ускоряват галактиките до огромни скорости, често хиляди километри в секунда, а също така загряват плазмата в междугалактично пространство до толкова високи температури, че тя започва да излъчва рентгенови лъчи.
В гъстата и негостоприемна среда на тези струпвания галактиките активно си взаимодействат със заобикалящата ги среда и помежду си. Това взаимодействие може да прекрати или забави образуването на звезди.
Разбирането кои охлаждащи механизми спират образуването на звезди и как го правят, е основната задача на участниците в съвместната програма VERTICO.
Жизненият цикъл на галактиките
Когато галактиките в техните клъстери се сринат, междугалактичната плазма може бързо да отстрани газовете си при насилствена реакция, наречена приливно отстраняване. Когато горивообразуващото гориво се отстрани, то по същество убива галактиката и я превръща в мъртъв обект, в който не се образуват повече звезди.
В допълнение, високата температура на струпванията може да спре охлаждането на горещи газове и тяхното сгъстяване, на базата на които възникват галактики. В този случай газът в галактиката не се отстранява активно от околната среда, а се консумира под формата на звезди. Този процес води до бавно, но неумолимо прекратяване на образуването на звезди. Това прекратяване има доста странно и болезнено име: изтощение или задушаване.
Тези процеси могат да протичат по различни начини, но всеки от тях оставя уникална и разпознаваема следа в газа, който образува звездите на галактиката. Една от основните задачи на програмата VERTICO е да събере тези песни заедно и да формира картина за това как клъстерите причиняват промени в галактиките. Въз основа на резултатите от дългогодишната работа по проучването на галактическата еволюция и влиянието на междугалактическата среда върху нея, искаме да разрешим нови, много важни гатанки.
Идеален предмет на изследване
Девственият клъстер е идеално място за толкова подробно изследване на космическото пространство. Това е най-близкият голям галактически клъстер до нас и е в процес на формиране. Това означава, че можем да получим статичен изглед на галактиките на различни етапи от жизнения им цикъл. Това ще ни позволи да създадем подробна картина как се прекъсва образуването на звезди в галактиките.
Галактиките в клъстера Дева се наблюдават при почти всички дължини на вълните на електромагнитния спектър (например радиовълни, оптични вълни, ултравиолетова светлина). Но все още не можем да наблюдаваме звездообразуващия газ (той се осъществява в милиметров диапазон) с необходимата точност и разделителна способност. VERTICO, като една от най-големите програми за изследване на галактиката на ALMA, ще произведе карти с висока разделителна способност на молекулен водороден газ (гориво за образуване на звезди) за 51 галактики.
След като получихме данни от тази голяма извадка от галактики в комплекса Атакам, ще можем да разберем кой точно механизъм на охлаждане - отливане на приливи или изтощение - убива галактиките в екстремни среди и как.
Чрез картографиране на звездообразуващ газ в галактики, които са неопровержими примери за охлаждане в околната среда, членовете на VERTICO ще разширят нашето разбиране за това как галактиките се формират и развиват в тези най-наситени региони на Вселената.
Тоби Браун