Astronomen bespioneren de buren van de Melkweg, beoordelen de hoeveelheid licht die eruit ontsnapt en hoe dit verband houdt met de fysieke eigenschappen van elk sterrenstelsel.
Dit grondige onderzoek van ons lokale universum zou wetenschappers kunnen helpen de eerste verre sterrenstelsels die momenteel door de James Webb-ruimtetelescoop (JWST) en de Hubble-ruimtetelescoop.
Omdat de sterrenstelsels in de primitieve universum zijn ongelooflijk zwak en daarom moeilijk waar te nemen, een team van astronomen onder leiding van Jens Melinder van de Universiteit van Stockholm in Zweden om een referentiemonster te maken van sterrenstelsels in de buurt van de onze. Melkweg.
Verwant: Sterrenstelsels: botsingen, soorten en hoe ze ontstaan
Melinder en zijn collega’s verzamelden en verzamelden met name gegevens over een speciale golflengte van ultraviolette straling van deze lokale sterrenstelsels, bekend als alfa-Lyman-licht.
Lyman Alpha Light het wordt gevonden in het licht van het gas dat de heetste sterren omringt, wat betekent dat het vooral voorkomt in stervormende sterrenstelsels. De piekperiode van stervorming in het universum vond ongeveer 10 miljard jaar geleden plaats, dus het alfalicht van Lyman is een geweldige manier om sterrenstelsels te bestuderen die bestonden toen het universum nog maar ongeveer vier miljard jaar oud was. (Hij oerknal die ons universum heeft gemaakt, gebeurde ongeveer 13,8 miljard jaar geleden).
Maar het decoderen van de informatie die door dit licht wordt gedragen, kan moeilijk zijn, omdat het pad dat naar instrumenten leidt zoals hubble en de JWST is complex.
Lyman alpha light neemt de schilderachtige route rond de kosmos
De exacte golflengte van alfa-Lyman-licht en de richting waaruit het beweegt, zijn factoren die worden beïnvloed door de fysieke processen die het tegenkomt wanneer het zijn bron verlaat. heelal. De gebieden van deze sterrenstelsels met verschillende fysieke omstandigheden waardoor Lyman-alfalicht reist, kunnen het pad van de individuele fotonen waaruit het licht bestaat veranderen, de golflengte veranderen en zelfs een fractie van het licht absorberen.
Het feit dat alfa-Lyman-licht hete gebieden, stoffige gebieden of sectoren met wolken van sterk stromend gas in zijn thuisstelsel en tijdens zijn reis kan vinden, betekent dat wanneer het ons bereikt, de informatie die het vervoert moeilijk te detecteren en te interpreteren is.
Als een nauwkeurige interpretatie van dit licht mogelijk is na zijn gecompliceerde reis, kan het echter substantiële hoeveelheden informatie onthullen over de fysieke eigenschappen van de sterrenstelsels waaruit het afkomstig is.
Om deze emissies beter te begrijpen en hun Lyman Alpha Reference Sample (LARS) te bouwen, selecteerde het team 45 lokale sterrenstelsels met uitgebreide stervorming en observeerde ze over het hele elektromagnetische spectrum. Hierdoor kon het team afleiden hoeveel Lyman-alfalicht uit elk sterrenstelsel ontsnapt en hoe deze fractie correleert met de fysieke eigenschappen van dat sterrenstelsel.
Een van de belangrijkste bevindingen van astronomen is het verband tussen de hoeveelheid gas, plasma (een superheet elektrisch geladen gas) en stofomhulsels rond de sterrenstelsels die ze bestudeerden en de hoeveelheid alfa-Lyman-licht dat daaruit ontsnapt.
“Er is een duidelijke correlatie tussen de hoeveelheid kosmisch stof dat een sterrenstelsel heeft en de hoeveelheid Lyman die het vrijgeeft.” Melinder zei in een verklaring. “Dit was te verwachten, omdat stof licht absorbeert, maar we hebben het effect nu gekwantificeerd.”
De wetenschappers konden ook bepalen hoe dit gas in sterrenstelsels wordt verdeeld en hoe het er doorheen beweegt.
Het team ontdekte een verband tussen de totale massa van de sterren in een melkwegstelsel met de hoeveelheid alfa-Lyman-licht die kan ontsnappen, hoewel dit verband minder duidelijk is dan het verband tussen gas en het ontsnappen van dit licht.
Wat echter geen verband lijkt te houden met het ontsnappen van alfa-Lyman-licht in sterrenstelsels, is de snelheid waarmee die sterrenstelsels nieuwe sterren vormen.
Verwant: Het vroege universum zat vol met sterren die 10.000 keer zo groot waren als onze zon, suggereert een nieuwe studie
Het alfalicht van Lyman ‘krimpt’ sterrenstelsels
Een ding dat het team ontdekte dat bijzonder belangrijk zou kunnen zijn, is het feit dat deze sterrenstelsels plotseling aanzienlijk groter lijken wanneer ze worden waargenomen op andere golflengten van licht. Dit is een effect dat astronomen eerder hebben gezien.
“We zien hetzelfde effect in computersimulaties van sterrenstelsels met berekeningen van hoe Lyman-alfa door gasvormige wolken in de interstellaire ruimte reist”, zei teamlid Peter Laursen, een onderzoeker bij het Cosmic Dawn Center in Denemarken, in dezelfde verklaring. “Dit bevestigt dat we een redelijk goed theoretisch begrip hebben van de fysica die in het spel is.”
Het is belangrijk om rekening te houden met dit effect bij het observeren van vroege en verre sterrenstelsels, omdat het licht van hun omgeving te zwak kan zijn om te detecteren of buiten de grenzen van de detectoren kan vallen die ze waarnemen. Dat betekent dat het onderzoeken en kwantificeren van dit effect zoals gezien in LARS astronomen zou kunnen helpen om het beter uit te leggen, en daardoor de grootte van de eerste sterrenstelsels nauwkeuriger te bepalen.
“Deze resultaten zullen helpen bij het interpreteren van waarnemingen van zeer verre maar vergelijkbare sterrenstelsels die zijn waargenomen met de Hubble- en James Webb-ruimtetelescopen”, concludeerde Melinder. “Het begrijpen van de gedetailleerde astrofysica van dit type sterrenstelsel is cruciaal voor het ontwikkelen van theorieën over hoe de eerste sterrenstelsels ontstonden en evolueerden.”
Het onderzoek van het team werd eerder deze maand gepubliceerd in de Astrophysical Journal Supplement-serie.