מחקר חדש מראה שגיל הגלקסיות הוא הגורם המרכזי בתנועת כוכבים, ומאתגר תיאוריות ישנות יותר שהדגישו סביבה או מסה. קרדיט: twoday.co.il.com
צוות בינלאומי בראשות מרכז המחקר האוסטרלי ASTRO 3D מדווח כי הגיל הוא הכוח המניע בשינוי האופן שבו כוכבים נעים בתוך גלקסיות.
גלקסיות מתחילות את החיים כשהכוכבים שלהן מסתובבים בתבנית מסודרת, אך בחלקן תנועת הכוכבים אקראית יותר. עד כה, מדענים לא היו בטוחים מה גורם לכך – אולי הסביבה שמסביב או מסת הגלקסיה עצמה.
ממצאים מרכזיים על עידן גלקסי
מחקר חדש, שפורסם לאחרונה ב MNRAS (הודעות חודשיות של החברה המלכותית לאסטרונומיה), מצא שהגורם החשוב ביותר אינו אף אחד מהדברים הללו. זה מראה שהנטייה של הכוכבים לתנועה אקראית מונעת בעיקר על ידי גיל הגלקסיה – דברים פשוט מבולגנים עם הזמן.
"כשעשינו את הניתוח, גילינו שהגיל, באופן עקבי, בכל דרך שבה אנחנו פורסים או חותכים אותו, הוא תמיד הפרמטר החשוב ביותר", אומר המחבר הראשון פרופ' סקוט קרום, חוקר תלת מימד של ASTRO ב- אוניברסיטת סידני.
גורמים סביבתיים והמוניים
"ברגע שמחשבים את הגיל, למעשה אין מגמה סביבתית, וזה דומה למסה.
"אם תמצא גלקסיה צעירה היא תסתובב, באיזו סביבה שהיא נמצאת בה, ואם תמצא גלקסיה ישנה, יהיו לה יותר מסלולים אקראיים, בין אם זה בסביבה צפופה או ריק."
השוואה בין גלקסיה צעירה (עליון) וזקנה (תחתונה) שנצפתה כחלק מסקר הגלקסיות של SAMI. לוחות בצד שמאל הם תמונות אופטיות רגילות מטלסקופ סובארו. באמצע מפות מהירות סיבוב (כחול מגיע אלינו, אדום מתרחק מאיתנו) מ-SAMI. בצד ימין יש מפות המודדות מהירויות אקראיות (צבעים אדומים יותר למהירות אקראית גדולה יותר). לשתי הגלקסיות יש אותה מסה כוללת. לגלקסיה העליונה יש גיל ממוצע של 2 מיליארד שנים, סיבוב גבוה ותנועה אקראית נמוכה. לגלקסיה התחתונה יש גיל ממוצע של 12.5 מיליארד שנים, סיבוב איטי יותר ותנועה אקראית גדולה בהרבה. קרדיט: Hyper Suprime-Cam התוכנית האסטרטגית של סובארו
צוות מחקר ומתודולוגיה
צוות המחקר כלל גם מדענים מאוניברסיטת מקווארי, אוניברסיטת סווינבורן לטכנולוגיה, אוניברסיטת מערב אוסטרליה, האוניברסיטה הלאומית של אוסטרליהאוניברסיטת ניו סאות' ויילס, אוניברסיטת קיימברידג', אוניברסיטת קווינסלנד, ו אוניברסיטת יונסאי ברפובליקה של קוריאה.
המחקר מעדכן את ההבנה שלנו ממחקרים קודמים שהציעו באופן שונה סביבה או מסה כגורמים חשובים יותר. אבל העבודה המוקדמת יותר אינה בהכרח שגויה, אומר הסופר השני ד"ר ג'סי ואן דה סאנד.
גלקסיות צעירות הן מפעלי-על יוצרי כוכבים, בעוד שבמבוגרות יותר, היווצרות הכוכבים נפסקת.
"אנחנו כן יודעים שהגיל מושפע מהסביבה. אם גלקסיה נופלת לסביבה צפופה, היא תטה לכבות את היווצרות הכוכבים. אז גלקסיות בסביבות צפופות יותר הן, בממוצע, ישנות יותר", אומר ד"ר ואן דה סאנד.
"הנקודה של הניתוח שלנו היא שלא החיים בסביבות צפופות מפחיתות את הספין שלהם, אלא העובדה שהם מבוגרים יותר."
הדינמיקה של שביל החלב
הגלקסיה שלנו, ה שביל החלבעדיין יש דיסק דק יוצרת כוכבים, ולכן נחשבת עדיין לגלקסיה סיבובית בסיבוב גבוה.
"אבל כשאנחנו מסתכלים על שביל החלב בפירוט, אנחנו כן רואים משהו שנקרא דיסק עבה של שביל החלב. זה לא דומיננטי מבחינת האור, אבל הוא שם ואלו נראים ככוכבים מבוגרים יותר, שייתכן מאוד שחוממו מהדיסק הדק בזמנים מוקדמים יותר, או נולדו עם תנועה סוערת יותר ביקום המוקדם", אומר פרופ' קרום. .
תרומות של סקר SAMI Galaxy
המחקר השתמש בנתונים מתצפיות שנעשו במסגרת סקר SAMI Galaxy. מכשיר ה-SAMI נבנה בשנת 2012 על ידי אוניברסיטת סידני ומצפה הכוכבים האנגלו-אוסטרלי (כיום אסטרליס). SAMI משתמשת בטלסקופ האנגלו-אוסטרלי, במצפה הכוכבים של סידינג ספרינג, ליד Coonabarabran, ניו סאות' ויילס. הוא סקר 3000 גלקסיות במגוון רחב של סביבות.
המחקר מאפשר לאסטרונומים לשלול תהליכים רבים כאשר מנסים להבין את היווצרות הגלקסיות וכך לכוונן מודלים של איך היקום התפתח.
כיוונים עתידיים במחקר גלקסי
השלבים הבאים יהיו לפתח סימולציות של התפתחות הגלקסיות עם פירוט פרטני יותר.
"אחד האתגרים של ביצוע סימולציות נכונות הוא הרזולוציה הגבוהה שאתה צריך כדי לחזות מה קורה. הדמיות זרם טיפוסיות מבוססות על חלקיקים בעלי מסה של אולי 100,000 כוכבים ואי אפשר לפתור מבנים בקנה מידה קטן בדיסקות גלקסיות", אומר פרופ' קרום.
סקר הקטור גלקסי יעזור לפרופסור קרום וצוותו להרחיב עבודה זו באמצעות מכשיר חדש בטלסקופ האנגלו-אוסטרלי.
"הקטור צופה ב-15,000 גלקסיות אך ברזולוציה ספקטרלית גבוהה יותר, מה שמאפשר למדוד את הגיל והספין של הגלקסיות אפילו בגלקסיות עם מסה נמוכה בהרבה ועם מידע סביבתי מפורט יותר", אומרת פרופסור ג'וליה בריאנט, מובילת סקר גלקסיות הקטור, אוניברסיטת סידני.
מסקנה והשפעה על הבנה אוניברסלית
פרופסור אמה ריאן-ובר, מנהלת ASTRO 3D, אומרת, "ממצאים אלה עונים על אחת השאלות המרכזיות שמציב ASTRO 3D: כיצד מתפתחים מסה ותנע זוויתי ביקום? עבודה זהירה זו של צוות SAMI חושפת שגילה של גלקסיה קובע כיצד הכוכבים מסתובבים. פיסת מידע קריטית זו תורמת לתפיסה ברורה יותר של היקום".
על ASTRO 3D
ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3D) הוא מרכז מחקר של 40 מיליון דולר הממומן על ידי מועצת המחקר האוסטרלית (ARC) ותשע אוניברסיטאות אוסטרליות משתפות פעולה – האוניברסיטה הלאומית של אוסטרליה, אוניברסיטת סידני, אוניברסיטת מלבורן, אוניברסיטת סווינבורן לטכנולוגיה, אוניברסיטת מערב אוסטרליה, אוניברסיטת קרטין, אוניברסיטת מקווארי, אוניברסיטת ניו סאות' ויילס ואוניברסיטת מונאש.
אודות סקר SAMI Galaxy
סקר הגלקסיות של SAMI החל במרץ 2013, מתוך כוונה ליצור סקר גדול של 3000 גלקסיות על פני מגוון רחב של סביבות. הנתונים עבור סקר הגלקסיה של SAMI נאספו באמצעות SAMI, ספקטרוגרף אינטגרל-שדה אינטגרלי של סידני-אוסטרלי-אסטרונומי-תצפיתני. SAMI הוא מכשיר בטלסקופ האנגלו-אוסטרלי באורך 4 מטרים במצפה הכוכבים של סיידינג ספרינג. ספקטרוסקופיה של שדה אינטגרלי (IFS) מאפשרת תצוגה ייחודית של האופן שבו כוכבים וגז מתקרבים בתוך גלקסיות מרוחקות מכיוון שאנו אוספים עשרות ספקטרום על פני כל פניה של כל גלקסיה.
