Κοιτάξτε το δίσκο οποιουδήποτε μεγάλου σπειροειδούς γαλαξία και προς τα έξω φαίνεται ομαλός, με αστέρια ομοιόμορφα κατανεμημένα σε όλο. Τι συμβαίνει λοιπόν καθώς ο γαλαξίας ωριμάζει ώστε να επιτρέπει την ομαλή κατανομή που παρατηρείται σε γαλαξίες όπως ο Γαλαξίας; Χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer της NASA, μια διεθνής ομάδα αστρονόμων ανακάλυψε ρέματα νεαρών αστεριών που ρέουν από τα γενέθλια κουκούλια τους σε απομακρυσμένους γαλαξίες. Αυτά τα μακρινά ποτάμια των αστεριών παρέχουν μια απάντηση σε έναν από τους πιο θεμελιώδεις γρίφους της αστρονομίας.
Οι αστρονόμοι γνωρίζουν ότι οι συστάδες όπου σχηματίζονται τα αστέρια αρχίζουν να εξαφανίζονται όταν οι ηλικίες τους φτάνουν αρκετά εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Μερικοί μηχανισμοί πιστεύεται ότι το εξηγούν αυτό: μερικά σμήνη εξατμίζονται όταν τυχαίες εσωτερικές κινήσεις εκτοξεύουν αστέρια ένα προς ένα και άλλες συστάδες διασκορπίζονται ως αποτέλεσμα συγκρούσεων μεταξύ των νεφών όπου γεννήθηκαν. Σμίκρυνση σε μηχανισμούς που λειτουργούν ακόμα σε μεγαλύτερες κλίμακες, οι κινήσεις διάτμησης που προκαλούνται από την περιστροφή του γαλαξία γύρω από το κέντρο του διασκορπίζουν τις συστάδες συστάδων νέων αστεριών.
«Η ανάλυσή μας απαντά τώρα στο μεγάλο παζλ. Ανακαλύπτοντας μια πληθώρα ρευμάτων νεαρών αστεριών σε όλους τους δίσκους γαλαξιών που μελετήσαμε, βλέπουμε ότι ο μηχανισμός για την απομάκρυνση των συστάδων νέων αστεριών είναι η διάτμηση των κινήσεων του γονικού γαλαξία. Αυτές οι ροές είναι ο «σύνδεσμος που λείπει» που χρειαζόμασταν για να καταλάβουμε πώς εξελίσσονται οι δίσκοι των γαλαξιών για να μοιάζουν με τον τρόπο τους », δήλωσε ο επικεφαλής της ομάδας David Block του Πανεπιστημίου του Witwatersrand στη Νότια Αφρική.
Σημαντικό για αυτήν την ανακάλυψη βρήκε έναν τρόπο για να απεικονίσει προηγουμένως κρυμμένα νεαρά αστρικά ρεύματα σε γαλαξίες εκατομμυρίων ετών φωτός μακριά. Για να το κάνει αυτό, η ομάδα χρησιμοποίησε υπέρυθρες παρατηρήσεις υψηλής ανάλυσης από το Spitzer.
Η χρήση υπερύθρων και όχι ορατού φωτός για να κοιτάξει τους γαλαξίες επέτρεψε στην ομάδα να διαλέξει αστέρια στη σωστή ηλικία όταν τα αστέρια μόλις αρχίζουν να εξαπλώνονται από τα σμήνη τους.
«Ο Spitzer παρατηρεί στο υπέρυθρο όπου κυριαρχούν πληθυσμοί αστεριών 100 εκατομμυρίων ετών στο φως», σημείωσε ο συν-συγγραφέας Bruce Elmegreen, από το τμήμα έρευνας της IBM στη Νέα Υόρκη. «Οι νεότερες περιοχές λάμπουν περισσότερο στα ορατά και υπεριώδη μέρη του φάσματος και οι παλαιότερες περιοχές είναι πολύ αχνές για να δουν. Έτσι μπορούμε να φιλτράρουμε όλα τα αστέρια που δεν θέλουμε φωτογραφίζοντας με μια υπέρυθρη κάμερα. "
Η υπέρυθρη ακτινοβολία είναι επίσης σημαντική γιατί το φως σε αυτό το μέρος του φάσματος μπορεί να διεισδύσει στα πυκνά σύννεφα σκόνης που περιβάλλουν τις συστάδες όπου σχηματίζονται αστέρια.
«Η σκόνη εμποδίζει το οπτικό φως του αστεριού πολύ αποτελεσματικά», δήλωσε ο Robert Gehrz του Πανεπιστημίου της Μινεσότα, «αλλά το υπέρυθρο φως με το μεγαλύτερο μήκος κύματος πηγαίνει ακριβώς γύρω από τα σωματίδια σκόνης που εμποδίζουν την άποψή μας. Αυτό επιτρέπει στο υπέρυθρο φως από νεαρά αστέρια να φαίνεται πιο καθαρά. "
Αλλά ακόμη και όταν οι εικόνες λαμβάνονται στο υπέρυθρο, εξακολουθούν να κυριαρχούνται από το φως από τους ομαλούς παλαιότερους δίσκους των γαλαξιών, όχι από τα αχνά ίχνη των νεαρών διασπορών. Χρειάστηκαν ειδικοί μαθηματικοί χειρισμοί για να διαλέξουν τα σμήνη, των οποίων τα εξασθενημένα ίχνη εξακολουθούν να φαίνονται ακριβώς επειδή δεν είναι ομαλά.
Το μέλος της ομάδας Ivanio Puerari του Instituto Nacional de Astrofisica, Optica y Electronica στην Puebla του Μεξικού χρησιμοποίησε μια τεχνική που εφευρέθηκε από τον μαθηματικό Jean Baptiste Fourier στις αρχές του 1800. Η τεχνική είναι ουσιαστικά ένα χωρικό φίλτρο που διαλέγει τη δομή στη φυσική κλίμακα όπου συμβαίνει ο σχηματισμός αστεριών. «Οι δομές δεν είναι ορατές στις αρχικές εικόνες Spitzer με το ανθρώπινο μάτι», σημείωσε ο Puerari.
«Ο συνδυασμός φιλτραρίσματος Fourier και υπέρυθρων εικόνων υπογράμμισε περιοχές με το σωστό μέγεθος και τη σωστή ηλικία. Το να αποκαλύψουμε τόσες πολλές ροές αστεριών στους δίσκους των γαλαξιών ήταν αδιανόητο πριν από ένα χρόνο. Αυτή η ανακάλυψη συνεχίζει να τονίζει το τεράστιο δυναμικό του Διαστημικού Τηλεσκοπίου Spitzer να κάνει συνεισφορές που κανένας από εμάς δεν θα μπορούσε να ονειρευτεί », σχολίασε ο Giovanni Fazio από το Κέντρο Αστροφυσικής Harvard-Smithsonian, επικεφαλής του έργου για την ομάδα της Spitzer Infrared Array Camera. φωτογραφίες και συν-συγγραφέας της ανακάλυψης.
«Ο Γαλιλαίος, ως αστρονόμος και μαθηματικός, θα ήταν περήφανος. Είναι μια υπέροχη αλληλεπίδραση μεταξύ της χρήσης αστρονομικών παρατηρήσεων και μαθηματικών και υπολογιστών, ακριβώς 400 χρόνια από τότε που ο Γαλιλαίος χρησιμοποίησε το τηλεσκόπιο του για να εξετάσει τον γαλαξία μας στον Γαλαξία μας το 1609 », δήλωσε ο Fazio.
Πηγή: Spitzer
