Uued NASA Hubble’i Kosmoseteleskoobiga tehtud vaatlused laiendavad astronoomide arusaama viisidest, kuidas galaktikad töötlevad lakkamatult ümber tohutuid koguseid lämmastikgaasi ja raskeid elemente. See protsess võimaldab galaktikatel ehitada järjestikuseid tähepõlvkondi miljardite aastate jooksul.
Kestev ümbertöötlemine hoiab mõnede galaktikate „kütusepaake“ tühjenemast ja pikendab tähtede moodustamise ajajärku enam kui 10 miljardi aastani, kirjutab Physorg.com.
Kauged kvasarid säravad läbi kuumast plasmast moodustunud gaasirikka „udu“, mis ümbritseb galaktikaid. Ultraviolett lainepikkustel on Hubble’i Kosmilise Päritolu Spektograaf (Cosmic Origins Spectograph – COS) tundlik mitmete ioniseeritud raskete elementide, näiteks lämmastiku, hapniku ja neooni neeldumisele. Ioniseeritud rasked elemendid käituvad vahendajatena, hindamaks galaktika halo massi. Pilt: NASA; ESA; A. Feild, STScI
See järeldus põhineb real Hubble Kosmoseteleskoobiga tehtud vaatlustel, mis kohandas oma Kosmilise Päritolu Spektograafi (Cosmic Origin Spectograph – COS) võimekkust avastada gaase meie Linnutee ja enam kui 40 teise galaktika halos. Andmed suurtelt maapinnal baseeruvatest teleskoopidelt Havail, Arizonas ja Tšiilis panustasid samuti uurimustöösse, mõõtes galaktikate omadusi.
Astronoomid usuvad, et galaktika värvus ja kuju sõltub gaasist, mis voolab läbi seda ümbritseva ulatuslikku halo. Kolm uurimustööd uurisid gaasi-ümbertöötlemise fenomeni eri aspekte. Teadustöö tulemused avaldati ajakirja Science novembrikuu väljaandes.
COS’i kaugete tähtede vaatlused näitavad, et meie Linnutee hiiglaslikku halo läbib suur pilvemass, mis varustab käimasolevat tähtede moodustamise protsessi „kütusega“. Need kuuma lämmastiku pilved paiknevad 20 000 valgusaasta kaugusel Linnutee kettast ja sisaldavad ainet, millest jätkuks 100 miljoni päikese loomiseks. Osa sellest gaasist on ümbertöödeldud aine, mida täiendavad jätkuvalt tähtede moodustamine ja noovade ja supernoovade plahvatuslik energia, mis suunab keemiliselt rikasatud gaasi tagasi halosse.
Galaktika värvust ja kuju kontrollib suuresti gaas, mis voolab läbi seda ümbritseva ulatusliku halo. Kõik tänapäevased simulatsioonid galaktikate moodustumisest leiavad, et need ei saa selgitada galaktikate vaadeldud omadusi ilma keeruka juurdevoolu ja „tagasiside“ protsesside modelleerimiseta, mille abil galaktikad gaasi hangivad ja hiljem, peale tähtede poolt läbi viidud keemilise töötluse, selle välja heidavad. Hubble’i spektroskoopilised vaatlused näitavad, et meie Linnutee sarnased galaktikad töötlevad gaasi ümber. Samal ajal kaotavad galaktikad, milles tähed plahvatavad, gaasi galaktikate vahelisse ruumi. Pilt: NASA; ESA; A. Feild, STScI
Lisaks näitavad COS’i vaatlused, et kuumast gaasist koosnevad halod ümbritsevad jõulisi galaktikaid, mis moodustavad tähti. Need raskete elementide rikkad halod ulatuvad kuni 450 000 valgusaasta kaugusele nende nähtavatest galaktilistest ketastest. Galaktikast kaugel asuvate raskete elementide massi suurus tuli teadlaste jaoks üllatusena. COS mõõtis galaktika halos 10 miljoni solaarmassi koguses hapnikku, mis vastab umbes ühele miljardile gaasi solaarmassile – seda on sama palju, kui terve galaktika ketta tähtede vahelises ruumis.
Uurijad avastasid, et see gaas puudub peaaegu täielikult galaktikates, milles on tähtede moodustamine lõppenud. Nendes galaktikates sütitab „ümbertöötlemise“ protsess kiire tuletormina tähtede sünni, mis võib allesjäänud kütuse ära põletada, mis omakorda lõpetab edasise tähtede loomise.
Asjaolu, kas gaas tõugatakse galaktikast välja või seda tõmmatakse sisse tähtedevahelisest ruumist, otsustab galaktika saatuse.
Hubble’i vaatlused näitavad, et galaktikad, mis moodustavad tähti väga kiires tempos (saja solaarmassi väärtuses aasta jooksul), võivad kahe miljoni kraadi kuumust gaasi suunata väga kaugele galaktikatevahelisse ruumi kiirusel kuni kolm miljonit kilomeetrit tunnis. See on piisavalt suur kiirus, et gaas väljuks esialgsest galaktikast igaveseks ning seega ei varusta gaas seda galaktikat enam kunagi kütusega.
Samal ajal kui galaktikatest tulevatest kuuma gaasi „tuultest“ on teatud juba mõnda aega, paljastavad uued COS’i vaatlused, et kuumad väljavoolud ulatuvad palju suuremate vahemaadeni kui eelnevalt arvatud ja need võivad kanda ülisuuri koguseid massi galaktikast välja. Osa kuumast gaasist liigub aeglasemalt ja seda on lõpuks võimalik ümber töödelda. Vaatlused näitavad, kuidas gaasirikkad tähti moodustavad spiraalgalaktikad võivad areneda elliptiliteks galaktikateks, mis enam tähti ei moodusta.
Kuumast plasmast väljastatav valgus on nähtamatu; seega kasutasid uurijad COS’i, et avastada gaasi olemasolu selle kaudu, kuidas see neelab teatud valguse värvusi taustakvasaritest. Kvasarid on eredaimad objektid Universumis ning on hiilgavad tuumad aktiivsetes galaktikates, mis sisaldavad aktiivseid tsentraalseid musti auke. Kvasarid käituvad kaugete majakatuledena, mis säravad läbi galaktikaid ümbritseva gaasirikka kuuma plasma„udu“. Ultraviolett lainepikkustel on COS tundlik raskete elementide, näiteks lämmastiku, hapniku ja neooni olemasolule. COS’i suur tundlikkus võimaldab paljusid galaktikaid uurida, hindamaks galaktika halo massi väärtust.
Leave a Reply