Rieth József: Anyagvilág - Háttérinformáció

A galaxisok sorvadása belülről indul

TartalomjegyzékhezVilágképem <  Anyag-időszak     

Egy nemzetközi csillagászcsoport az Európai Déli Obszervatórium (ESO) nagyon nagy távcsöve (VLT) és a Hubble-űrtávcső megfigyeléseire alapozva megállapította, hogy a Világegyetem fejlődése során az elliptikus óriásgalaxisokban a csillagképződés üteme először a galaxisok szívében kezdett erőteljesen csökkenni, majd onnan fokozatosan kifelé terjedve jutott el a galaxisok peremvidékéig. Mostanra ezek „holt" galaxisokká váltak — legalábbis abban az értelemben, hogy bennük már teljesen leállt a csillagok képződése.

A most elvégzett elemzés során a csillagászok arra a következtetésre jutottak, hogy miközben a galaxisok központi régiói már 3 milliárd évvel a Nagy Bumm után alig termeltek csillagokat, aközben a peremvidékeken, ha csökkenő ütemben is, de még folyt az új csillagok képződése. Az eredményről a kutatók a Science-ben számoltak be.

Az elliptikus óriásgalaxisok a mai Világegyetemben meglehetősen gyakoriak. Központi régiójukban a csillagok sűrűsége mintegy tízszerese a Tejútrendszer központi csillagsűrűségének, és a galaxis teljes tömege is tízszer akkora. Ez arra mutat, hogy valamikor ezekben az elliptikus rendszerekben (amelyeket jellegzetes alakjuk nyomán szferoidoknak is neveznek) elképesztő ütemű, heves csillagképződés zajlott. Mostanáig azonban az asztrofizika egyik nagy rejtélye volt, hogy ezt a tevékenységet mikor és mi fékezte le, illetve állította le teljesen?

Ma ugyanis a kozmikus környezetünkban látható elliptikus óriások túlnyomórészt nagyon idős, vörös csillagokból állnak, ennek megfelelően a galaxisok fénye is vörösbe hajlik, s nem mutathatók ki bennük fiatal, kék csillagok, illetve friss csillagképződésre utaló jelek. Az idős, vörös csillagok átlagos becsült életkora azt sugallja, hogy e galaxisokban a heves csillagképződés üteme mintegy 10 milliárd éve kezdett erőteljesen csökkenni. Ez nagyjából egybeesik azzal az időszakkal, amikor a Világegyetem más típusú galaxisaiban (a mai spirálisok elődeiben) a csillagképződés üteme éppen csúcson járt, s mintegy húszszorosa volt a ma megfigyelhető értéknek.

„A nagytömegű, s csillagképződésüket tekintve ma már halott szferoid galaxisok tartalmazzák a Világegyetem teljes eddigi története során keletkezett csillagnépesség mintegy felét — mondta Sandro Tacchella, a Zürichi Műszaki Egyetem (ETH) asztrofizikusa, a cikk egyik szerzője. — Ezért ahhoz, hogy a ma belátható Világegyetem eddigi fejlődéstörténetét megértsük, elengedhetetlen, hogy tudjuk, hogyan fejlődtek eközben a különféle galaxistípusok."

Egy jellegzetes elliptikus óriásgalaxis, az IC 2006 a Hubble-űrtávcső felvételén (KÉP: esa&nasa/hubble )

 

Az elliptikus óriásgalaxisokban a csillagképződés először a galaxis központi régójában áll le,

majd ez lassacskán tovaterjed a peremvidékek felé. A diagram bal szélén a korai Világegyetem legősibb galaxisai,

amelyekben még heves csillagképződés zajlik (ezt jelzi a fiatal csillagokra utaló kék szín).

Az idő múlásával a galaxisokban az új csillagok képződése egyre kijebb szorul, s a galaxisban egyre több az idős, vörös csillag,

mígnem az új csillagok képződése teljesen megszűnik. (KÉP: ESO)

Tacchella és munkatársai összesen 22, különféle tömegű, tőlünk több mint 10 milliárd fényévre lévő olyan galaxist vizsgáltak, amelyeket mintegy 3 milliárd évvel a Nagy Bumm utáni állapotukban látunk. (Az Univerzum teljes életkora 13,8 milliárd év.) AZ ESO VLT távcsövének adaptív optikával ellátott SINFONI berendezésével a kutatók pontosan meg tudták határozni azokat a határokat, ahol a csillagképződés üteme csökkenni kezdett.

Ugyanezt a 22 galaxist aztán a NASA/ESA Hubble-űrtávcső WFC3 közeli infravörös kamerájával is megvizsgálták. Ez a berendezés szintén alkalmas arra, hogy hasonló pontossággal kirajzolja a még aktív külső csillagképző- és a már sorvadásnak indult belső régiók határait.

„A csillagképző régióknak ez a most megfigyelt, belülről induló, majd fokozatosan a szélek felé terjedő sorvadása egyúttal a folyamat mögött rejlő mechanizmusra is támpontokat ad" — mondta Alvio Renzini, a Padovai Obszervatórium csillagásza.

Erre a mechanizmusra jelenleg több elképzelés is van. A legelfogadottabb modell szerint a galaxis centrumában lapuló szupernagy tömegű fekete lyuk anyagelnyelése időről időre olyan heves energiakitöréseket hoz létre, amely a centrum közeléből kiszórja a további csillagok építésére alkalmas anyagot. Egy másik lehetséges elképzelés szerint a csillagképző anyag elfogyása után nem jut friss utánpótlás ebbe a régióba, ezért hal el ott a csillagképződés.

TartalomjegyzékhezVilágképem <  Anyag-időszak     

------------

Forrás: www.eso.org/public/news/eso1516/ 

580 ■ Élet és Tudomány ■ 2015/19