Klasteri galaksija najveći su svemiri u svemiru, a sadrže stotine ili čak tisuće galaksija. U gustom i negostoljubivom okruženju ovih nakupina galaksije aktivno međusobno djeluju, a to može završiti ili usporiti stvaranje zvijezda. Astronomi žele znati zašto.
Galaksije umiru u najekstremnijim kutovima svemira. Njihova formacija zvijezda prestaje, a astronomi žele znati zašto.
Sudionici velikog projekta koji su vodili Kanađani nadaju se tome. U svom će poslu koristiti jedan od najmodernijih teleskopa. Novi program nazvan je VERTICO, a njegov je cilj detaljno proučiti kako okoliš ubija svoje galaksije.
Kao znanstveni voditelj ovog programa vodim tim od 30 specijalaca koji pomoću velike milimetarskog kompleksa Atacam (ALMA) bilježe molekulski vodik visoke rezolucije u plinovitom stanju u 51 galaksiji iz najbližeg galaksije nazvanog klaster Djevice.
Kompleks Atacama vrijedan 1,4 milijarde dolara pušten je u rad 2013. godine. To je antenski niz nekoliko međusobno povezanih radio teleskopa instaliranih na nadmorskoj visini od 5000 metara u pustinji Atacama na sjeveru Čilea. Rezultat je međunarodnih partnerstava između Europe, SAD-a, Kanade, Japana, Južne Koreje, Tajvana i Čilea. Kao najveći zemaljski astronomski projekt koji je trenutno u funkciji, ALMA je najnapredniji milimetarski kompleks teleskopa. Idealan je za proučavanje nakupina gustog, hladnog plina iz kojeg se formiraju nove zvijezde, jer se taj plin ne može vidjeti u vidljivom dijelu spektra.
ALMA ambiciozni istraživački programi, poput VERTICO-a, osmišljeni su za rješavanje strateških znanstvenih problema koji vode do značajnih napretka i proboja u tom području.
Klasteri galaksija
Promotivni video:
Način na koji galaksije žive u svemiru, kako komuniciraju sa svojim intergalaktičkim okruženjem i međusobno, ima veliki utjecaj na njihovu sposobnost formiranja zvijezda. No pitanje kako točno ovaj intergalaktički prostor predodređuje život i smrt galaksija ostaje neodgovoreno.
Klasteri galaksija najmasovniji su i najveći svemiri u svemiru, a sadrže stotine ili čak tisuće galaksija. Gdje ima mase, tu je i gravitacija. A kolosalne gravitacijske sile prisutne u grozdovima ubrzavaju galaksije do ogromne brzine, često tisuće kilometara u sekundi, a također zagrijavaju plazmu u međgalaktičkom prostoru do tako visokih temperatura da počne emitirati X-zrake.
U gustom i negostoljubivom okruženju ovih grozdova galaksije aktivno djeluju s okolinom i međusobno. Ta interakcija mogla bi okončati ili usporiti stvaranje zvijezda.
Razumijevanje koji mehanizmi hlađenja zaustavljaju stvaranje zvijezda i kako to rade, glavni je zadatak sudionika u zajedničkom programu VERTICO.
Životni ciklus galaksija
Kad se galaksije u njihovim grozdovima sruše, intergalaktička plazma može brzo ukloniti svoj plin u nasilnoj reakciji koja se naziva plimno uklanjanje plime. Kada se ukloni gorivo koje tvori zvijezdu, ono u osnovi ubija galaksiju i pretvara je u mrtvi objekt u kojem više ne nastaju zvijezde.
Uz to, visoka temperatura klastera može zaustaviti hlađenje vrućih plinova i njihovo zadebljanje, na temelju čega nastaju galaksije. U ovom slučaju, plin u galaksiji ne uklanja aktivno okoliš, već se troši u obliku zvijezda. Taj proces dovodi do sporog, ali neumoljivog prestanka nastajanja zvijezda. Ovaj završetak ima prilično čudan i bolan naziv: iscrpljenost ili gušenje.
Ti se procesi mogu odvijati na različite načine, ali svaki od njih ostavlja jedinstven i prepoznatljiv trag u plinu koji tvori zvijezde galaksije. Jedan od glavnih zadataka programa VERTICO je sastaviti ove zapise i stvoriti sliku o tome kako klasteri uzrokuju promjene u galaksijama. Na temelju rezultata višegodišnjeg rada na proučavanju evolucije galaktike i utjecaju intergalaktičkog okruženja na nju, želimo riješiti nove, vrlo važne zagonetke.
Idealan predmet istraživanja
Klaster Djevica idealno je mjesto za ovako detaljno istraživanje svemira. Ovo nam je najbliži veliki skup galaksija i u procesu je formiranja. To znači da možemo dobiti statički prikaz galaksija u različitim fazama njihovih životnih ciklusa. To će nam omogućiti da stvorimo detaljnu sliku o tome kako se u galaksijama prekida stvaranje zvijezda.
Galaksije u klasteru Djevica promatrane su na gotovo svim valnim duljinama elektromagnetskog spektra (na primjer, radio valovi, optički valovi, ultraljubičasto svjetlo). Ali još ne možemo promatrati plin koji tvori zvijezdu (provodi se u milimetarskom rasponu) s potrebnom točnošću i rezolucijom. VERTICO će, kao jedan od najvećih programa galaktičkog istraživanja ALMA, izraditi karte molekularnog vodikovog plina visoke rezolucije (gorivo za stvaranje zvijezda) za 51 galaksiju.
Dobivši podatke iz ovog velikog uzorka galaksija kompleksa Atakam, moći ćemo točno razumjeti koji mehanizam hlađenja - plimsko uklanjanje ili iscrpljivanje - ubija galaksije u ekstremnim okruženjima i kako.
Mapiranjem plinova koji stvaraju zvijezde u galaksijama, što su neoborivi primjeri hlađenja iz okoliša, članovi VERTICO-a proširit će naše razumijevanje kako se galaksije formiraju i razvijaju u ovim najzasićenijim regijama svemira.
Toby Brown